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In obigen Email können Sie falls Sie keine Antwort wünschen auch ein
x@x als Absenderkennung eingeben.    Danke    Gustav Pese  BILD  



http://www.chiark.greenend.org.uk/scopes/tek.html  Tektronix-Museum

ACHTUNG . zum schnellen Suchen und Springen in gesuchte Verzeichnisse --
Folgendes.  SUCHFUNKTION under WIN und Linux mit  Ctrl+F = Strg+C
in Suchzeile geben Sie einfach F.9 als Beispiel an und der Text
springt diese Stelle(n) zum lesen an.  Gustav Pese

Gebrauchte Teile (Recycling) finden sie hier:
Bauteile


-----------------------------------------------------------------
de.sci.electronics-FAQ V2.40 Stand: 2.12.2006

A. Allgemeines
B. Bitte
C. Charta
D. Dank
E. WWW/Suchmaschinen
F. Häufig gestellte/beantwortete Fragen
F.1. Elektronikversender
F.2. Grundausstattung des Bastlers
F.3. Schaltungsvorschläge
F.4. Löten
F.4.1. Entlöten
F.4.2. Crimpen
F.4.3. Steckerbelegungen
F.5. Software zur Erstellung von Schaltplänen und Layoutvorlagen
F.5.1. Schaltungssimulation
F.5.2. Taschenrechner
F.5.3. VCC & Co.
F.6. Herstellung von Leiterplatten
F.6.1. Durchkontaktieren
F.6.2. Silberleitlack
F.6.3. Lötstoplack
F.6.4. Layout
F.6.5. Folienleiter
F.7. Microcontroller
F.7.1. Atmel AVR Controller
F.7.2. Microchip PIC
F.7.3. Intel 8051 kompatible
F.7.4. EPROMs / GALs programmieren
F.7.5. EPROMs löschen
F.7.6. Massenspeicher an Mikrocontrollern
F.7.7. Flash-EEPROMs
F.7.8. A/D - D/A Wandler
F.7.9. serielle Schnittstelle RS232
F.8. LEDs
F.8.1. Multiplexanzeigen
F.8.2. Laufschrift
F.8.3. Infrarot Fernbedienungen
F.9. Netzteile
F.9.1. Labornetzteile
F.9.2. Symmetrische Versorgungsspannung für OpAmps
F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo
F.9.4. Einschaltstrombegrenzung
F.9.4.1. MOV Überspannungsschutz
F.9.5. Solarladeregler
F.9.6. Spannungsreferenzen
F.10. Schrittmotoren
F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen
F.12. VFD Vakuumfluoreszenzanzeigen
F.13. Bauteile prüfen
F.13.1. MOS-Transistoren
F.13.2. Farbcodes
F.13.3. linear oder logarithmisch ?
F.14. Kondensatoren
F.14.1. Stützkondensatoren
F.15. VA = W?
F.16. Welche Sendefrequenzen für Bastler?
F.16.1. Schädlichkeit von elektrischen Feldern und elektromagnetischen Wellen
F.17. Laserdioden
F.18. Wasserstandsmesser
F.19. Wellenwiderstand eines Kabels
F.20. Firma aufbauen
F.20.1. CE-Zeichen / Elektronikschrott / RoHS / WEEE
F.21. Akkus und Memory Effekt
F.21.1. Schutz gegen Tiefentladung
F.21.2. Verpolschutz
F.22. Transistoren und Dioden
F.22.1. MOSFET Treiber
F.23. Das KFZ-Bordnetz
F.24. Schaltregler
F.24.1. KFZ 'Netzteile'
F.25. Motoren & Dimmer
F.25.1. Snubber
F.25.2. Entstörung von Relais an Mikrocontrollern
F.26. Roboter
F.27. Oszilloskop
F.28. Drehstrom
F.29. Quadraturdecoder für Inkrementaldrehgeber
F.29.1. Entprellen von Tastern
F.30. Audioverstärker
F.30.1. Operationsverstärker
F.30.2. Audioeffektgeräte
F.30.3. Dynamikkompressoren / Limiter
F.30.4. Dezibel
F.31. Oszillatoren
F.32. Temperaturmessung
F.32.1. Gas-Sensoren
F.33. Drosseln & Spulen
F.34. Gehäuse
G. Links
H. Drucker (Tinte / Laser)
H.1. CD-Player / CD-Brenner / DVD-Laufwerke
I. Magazine
J. ASCII art oder: Warum kann ich die gepostete Schaltung nicht lesen ?
K. Kritiken und Buchempfehlungen
L. Patente
M. Schluss

*-----
A. Allgemeines

Die aktuellste Version dieses Dokuments ist erhältlich auf
 http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm
 http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.txt (ASCII-Version)

Diese Zusammenstellung ist unter der Einschränkung kopierbar, dass dieser 
Absatz an dieser Position gut und unverändert lesbar bleibt. Die Rechte an den 
Beiträgen bleiben bei den Autoren. Deren Einverständnis mit der 
Veröffentlichung wird vorausgesetzt bis wir gegenteiliges hören.

Jeder, der zur FAQ etwas beitragen möchte, ist herzlich dazu eingeladen. Ob du 
nur Tippfehler verbessern willst, einen Link korrigieren kannst, einen 
Stichpunkt in einer Liste hinzufügen möchtest, einen Absatz durch einen besser 
verständlichen ersetzen möchtest oder gleich ein ganzes Kapitel dazuschreibst, 
alles ist willkommen. Es sollte sich halt nur möglichst auf tatsächlich 
"häufig gestellt Fragen" beziehen, nicht Grundlagen per se. Schicke deine 
Änderungen an mich (eMail-Adresse siehe Newsgruppe), damit sie eingearbeitet 
werden können.

Alle Preise wurden am 1.1.2002 von DM auf Euro umgestellt und grosszügig 
gerundet, also nicht wundern, wenn sie nicht so genau stimmen.

Alle Mailadressen wurden zur Bekämpfung von Spam entfernt. Kontakt siehe
http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/ .

Da auf Grund der Vielzahl der Links nicht alle regelmässig überprüfbar sind, 
bitten wir um Hinweise wenn der referenzierte Inhalt rechtlich zweifelhaftes 
enthält.

*-----
B. Bitte

- news:de.newusers.infos lesen, vor allem die dämliche, typisch deutsche
Realnamensdiskussion nicht ständig mit falschen Behauptungen neu aufrollen
http://www.realname-diskussion.info/faq.htm

- richtig diskutieren, sachlich und inhaltlich korrekt. Ignoriert Flames,
OffTopic, Crossposts und Werbung, das wächst sich sonst zu einem nervend 
langen Thread aus.

- Vollquotes und dann nur einen kurzen Satz dazuschreiben ist bäh

- alles zum Thema dir bekannte bereits in der ersten Frage hinschreiben. Wer
erst hinterher mit wesentlichen Rahmenbedingungen ankommt, weil er vorher
sie zwar schon kannte, aber zu faul war sie hinzuschreiben, verhält sich wie
ein Arschloch, der jemanden um Hilfe bittet (z.B. "Kannst du mir mal das Radio
reparieren"), dann aber das reparierte Radio unmittelbar in den Mülleimer wirft
und weitergeht. Die Leute, die sich zu Beginn bemüht haben, Antworten auf
die faule Frage zu finden, fühlen sich zu Recht verprellt.

- keine Meckerei über Rechtschreibfehler und Sprachschwierigkeiten oder
angebliche Formfehler.

- Unter das Zitierte schreiben, nicht (TOFU) drüber !  Seufz.

- echten Namen verwenden, alles andere ist unhöflich

- keine unaufgeforderte Werbung posten, ausser es ist die konkrete Antwort auf 
eine dazu passende Anfrage, und du machst das nicht zu oft (das nervt und du 
riskiert es im Killfile zu landen !).

- wundere Dich nicht über einen Fremdcancel, wenn du in mehr als drei Gruppen 
oder mehrere identische Artikel postest.

- keine Grafiken, die werden von vielen News-Servern eh automatisch gelöscht. 
Wenn du ein Bild oder eine Schaltung posten willst, leg's auf eine kostenlose 
Homepage und poste den Link.

- wenn man sich auf Sachen von Conrad bezieht, bitte postet auch die
6-stellige Bestellnummer (die letzten 2 Ziffern sind nur die Katalognummer), 
nicht die Katalogseitenzahl alleine. So kann man über http://www.conrad.de/ 
sich schnell anzeigen lassen, was du meinst, oder sich bei
http://www.conrad.de/infocenter/downloadcenter.php Datenblätter und
Bauanleitungen holen. Bei http://www.pollin.de/ sind
die ersten beiden Stellen der Katalogbestellnummer auf der WebSite webzulassen,
sonst wird der Artikel nicht gefunden. Ebenso bei http://www.elv.de/ und 
http://www.farnell.de/ bitte Bestellnummern angeben.

- Wenn du ein Problem gelöst hast, freuen wir uns auch über eine
Erfolgsmeldung. Du produzierst damit keinen überflüssigen Traffic, sondern es 
können alle von dir lernen, deren Antwort nicht passte.

Danke.

*-----
C. Charta

de.sci.electronics Elektronik in Theorie und Praxis, 
gegründet 1994 von Thomas Schaerer und Martin Huber

  In diesem Diskussionsforum soll es um den praktischen Erfahrungsaustausch
  über analoge und digitale Schaltungstechnik, elektronische Komponenten,
  Entwicklungsmethoden, Entwicklungspraxis, Messgerätepraxis,
  Computerperipherie, Mikroprozessoren und -controller, DSPs,
  etc., aber auch um Grundlagen gehen.

  Dieses Forum soll dem Anfänger in gleicher Weise dienen wie dem
  Fortgeschrittenen. Die gegenseitige Unterstützung in allen Belangen der
  Elektronik soll der Leitgedanke dieser neuen Newsgruppe sein. Obwohl die
  Praxis im Vordergrund stehen soll, heisst dies nicht, dass keine
  theoretischen Diskussionen stattfinden sollen.

Die folgenden Gruppen befassen sich auch mit Elektronik in deutscher Sprache:

 news:fido.ger.elektronik (zumindest auf online.de nicht geführt)
 news:maus.technik.elektronik
 news:z-netz.alt.elektronik

auch erreichbar über

 http://www.newsoffice.de/
 http://groups.google.de/

das Batronix Forum

 http://www.progforum.com/

und Internet Relay Chat auf http://www.euirc.net/

 #elektronik (scheint's nicht mehr zu geben)

Bei spezifischen Themen frage besser in den Newsgruppen, die sich speziell
mit dem Thema befassen, da wissen die Leute einfach mehr.

 news:de.sci.ing.elektrotechnik (Verkabelung, Motoren, Generatoren)
 news:de.rec.tv.technik
 news:de.comp.* insbesondere news:de.comp.hardware.*
 news:de.comm.isdn.technik
 news://news.cadsoft.de/eagle.support.ger (Eagle Leiterplattenlayoutprogramm)
 http://www.sps-net.de/cgi-bin/board/view.pl (SPS)
 news:de.etc.fahrzeug.auto
 news:de.etc.fahrzeug.misc
 news:de.rec.heimwerken
 news:de.rec.modelle.bahn
 news:de.rec.musik.audio
 news:de.alt.radioscanner
 news:de.sci.chemie
 news:de.sci.ing
 news:de.sci.mathematik
 news:de.sci.physik

Wenn du etwas verkaufen oder anbieten möchtest, sind die oben genannten
Newsgruppen der falsche Ort dafür. Nimm:

 news:z-netz.fundgrube.biete.elektronik
 news:z-netz.fundgrube.suche.elektronik
 news:de.markt.comp.hardware
 http://www.funkboerse.de/

Und wenn du der englischen Sprache mächtig bist, gibt es eine Reihe 
englischsprachiger Newsgruppen, in denen sich teilweise Antworten auf 
schwierige Fragen erhalten lassen. In sci.electronics.design findest du 
z.B. Winfield Hill, einen der Autoren des vielzitierten Buches "Art of 
Electronics / Hohe Schule der Elektronik".

 news:sci.electronics.basics (Grundlagenfragen)
 news:sci.electronics.cad (Leiterplattenerstellung)
 news:alt.electronics.manufacture.circuitboard (Leiterplattenherstellung)
 news:sci.electronics.components (Bauteile und Beschaffung)
 news:sci.electronics.design (Schaltungsentwicklung)
 news:sci.electronics.equipment (Messgeräte)
 news:sci.electronics.misc
 news:sci.electronics.repair (Reparatur elektronischer Geräte)
 news:alt.engineering.electrical
 Forum www.rft-hifi.de (Reparatur von RFT-Geraeten)
 news:comp.arch.embedded (Microcontroller)
 news:comp.arch.fpga (programmierbare Logikbausteine)

Und der Vollständigkeit halber:

 news:aus.electronics
 news:es.ciencia.electronica
 news:fr.sci.electronique
 news:japan.handmade.electronics
 news:misc.industry.electronics.marketplace
 news:misc.industry.utilities.electric
 news:rec.boats.electronics
 news:sci.chem.electrochem.battery
 news:sci.engr.electrical.compliance
 news:sci.engr.electrical.sys-protection
 news:sci.physics.electromag
 news:tw.bbs.sci.electronics

Allgemeine Regeln zur Benutzung von Newsgruppen finden sich hier:

 news:de.newusers.infos
 http://www.faqs.org/
 http://www.bruhaha.de/laws.html

Und wer zum Zeichnen von ASCII-Schaltplänen einen Editor haben will: 
http://www.jave.de/ und Andy´s ASCII-Circuit http://www.tech-chat.de/ 

*-----
D. Dank

Von: Ralf Stephan 23.11.1999 

Hiermit Dank an alle Usenet-Autoren und denen, die an diesem Dokument
mitwirkten:

  Ralf Stephan  (Initiator, bis V1.2) 
  Jan Torben Heuer (Mitinitiator)
  Markus Wannemacher (Mitinitiator)
  Manfred Winterhoff (Schreiber, V1.3) 
  Patrick Schnabel  (WebSite) 
  Christian Almeder (Schreiber, V1.4) 
  Ing. Franz Glaser (Schreiber, Mirror) 
  Thomas Steffen (Schreiber) 
  Uwe Bredemeier (Schreiber) 
  Michael Linnemann (Schreiber) 
  Jürgen Neumann-Zdralek (Schreiber) 
  Thorsten Klose (Schreiber) 
  Robert Hoffmann (Schreiber) 
  Thomas Rehm  (Schreiber) 
  Roland Praml  (Schreiber)
  Oliver Bartels (Schreiber) 
  Mario Ruetti  (Schreiber) 
  Rafael Deliano (Schreiber) 
  Oliver Betz  (Schreiber) 
  Manuel Borchers (Mirror)
  Thorsten Ostermann (Mirror)

*-----
E. WWW/Suchmaschinen

Von: Ralf Stephan 23.11.1999 und MaWin 17.7.2000 

Das WWW und dessen Suchmaschinen sind deine Freunde. Die meisten Hersteller 
elektronischer Bauteile und Geräte haben sehr früh begriffen, wozu das WWW 
taugt (kein Wunder, Branchennähe). Du findest inzwischen sehr viel im Netz, 
wenn du nur das richtige Stichwort in die richtige Suchmaschine eingibst. Das 
heisst, das die meisten Leute in d.s.e damit umgehen können - sei daher nicht 
beleidigt, wenn man Dich darauf hinweist, wie einfach du dir auch selbst deine 
Fragen beantworten kannst.

Vor dem Posten solltest du natürlich auch mal in den Nachrichten blättern, 
die auf deinem News-Server eh schon vorliegen.

Das heisst nicht, dass alte Fragen in neuem Gewand und mit interessanten 
Neuerungen hier verpönt sind -- im Gegenteil.! -- von guten Fragen und 
Antworten lebt dieses Forum sprichwörtlich. Achte aber bitte auf exakte und 
ausführliche Fragestellung, in der alle dir bekannten Angaben zum Problem 
enthalten sind, auch wenn sie dir unwichtig erscheinen. Schliesslich fragst 
du, weil du beim Nachdenken in eine Sackgasse gelaufen bist. Meistens hätte 
man schon bevor das Problem auftauchte einen anderen Weg einschlagen 
sollen. Die 'Antworter' sind keine Hellseher und es gibt meist viel mehr 
Lösungsvarianten, als du dir denken kannst, daher sind 
Hintergrundinformationen unbedingt notwendig. 

Was nicht schon in d.s.e oder anderen spezielleren Foren durchgekaut ist, 
liegt aber womöglich auf einer der Milliarden Webseiten. Die zur Zeit besten 
Suchmaschinen, neben Metasearchern, dafür sind wohl:

 http://www.alltheweb.com/
 http://www.northernlight.com/
 http://www.google.com/ (auch Newsgruppenarchiv)
 http://www.lycos.com/
 http://www.yahoo.com/ http://www.yahoo.de/
 http://searchpdf.adobe.com/

Diese Maschinen geben auch auf deutschsprachige Stichwörter Ergebnisse, 
die dann meist auf deutschsprachige Seiten verweisen.

Datenblätter für aktuelle Bauteile werden meist problemlos von allgemeinen
Suchmaschinen entdeckt, zudem gibt es umfangreiche Verzeichnisse

 http://www.datasheetlocator.com/
 http://www.bgs.nu/sdw/a.html (Links auf Herstellerseiten)
 http://www.datasheetcatalog.com/
 http://www.alldatasheet.com/ http://www.alldatasheet.co.kr/
 http://www.datasheetarchive.com/
 http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/frank/index.html (Röhren)
 http://www.s-direktnet.de/homepages/sangmeister/index.htm (privat)

 http://www.elektron-bbs.de/elektronik/tabellen/ddr/index.htm (DDR Vergleichstypen)
 http://home.t-online.de/home/j_schielke/TranVgTb.htm

Wenn http://www.conrad.de/ das Bauteil liefern kann, findet man oft ein Datenblatt 
dort. Bei ELV gibt's das bei einigen wenigen Bausätzen auch.

Auch die Hersteller haben meist kostenlose Suchmaschinen für ihre Produkte. 
http://www.bgs.nu/sdw/ und http://www.xs4all.nl/~ganswijk/chipdir/index.htm 
helfen dir beim Finden der Firmen-Webseite, auch ausgehend von der 
IC-Bezeichnung.

Eine Liste der Halbleiterhersteller mit URLs, deutschen Adressen und 
Distributoren, Versender, Broker und Beschaffer in D + CH + A ist auf 
http://www.aufzu.de/semi/halbleit.html

Viele Hersteller bieten kostenlos CDs mit dem Inhalt ihrer WebSites an, und 
manchmal werden diese kostenlosen CDs dann teuer von Elektronikversendern 
weiterverkauft :-( 

 http://www.fulcrum.ru/Read/CDROMs/

Antworten auf viele Fragen beantworten die folgenden Sites. Allerdings sind hier 
meist englischsprachige Texte referenziert. Trotzdem, versuche es bitte erst
hier, gerade wenn es um Reparatur von Handelselektronik geht:

 http://www.michaelruge.de/download.htm (MausNet Elektronik FAQ)
 http://horst-lehner.mausnet.de/efaq/efaq.pdf (MausNet Elektronik FAQ)
 http://www.bruker.de/~ah/papers/de.rec.musik.hifi-FAQ.txt (d.r.m.h FAQ)
 http://www.repairfaq.org/  (Sam's sci.electronics.repair FAQ)
 http://www.repairfaq.org/filipg/LINK/F_LINK_IN.html (Fil's FAQ-LinkIn Corner)
 http://www.repdata.com3.info/Testordner/abfrage.php
 http://www.amasci.com/amateur/elehob.html  (ELECTRONICS HOBBYIST)
 http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/mawin.htm  (MaWin's Linklist)
 http://www.elektronik-kompendium.de/  (Grundlagenkurse online)

*-----
F. Häufig gestellte/beantwortete Fragen

Von: Ralf Stephan 23.11.1999 

Dieses Kapitel enthält herausragende Artikel einiger d.s.e-Autoren.  Die 
Auswahl musste natürlich subjektiv stattfinden, und konnte erst einen 
kleinen Teil der Artikel berücksichtigen.

*-----
F.1. Elektronikversender

Von: MaWin 17.7.2000

> Gibt es ausser Conrad noch andere Elektronikhändler ?

Die meisten Versender sind inzwischen online erreichbar. Es lohnt sich, die 
Preise zu vergleichen. Aber Beschaffbarkeit und Lieferbarkeit spielt letztlich 
die grössere Rolle. Wenn man ein spezielles Teil braucht, wird man auch den 
Rest bei diesem Versender kaufen, um Portokosten zu sparen. Es lohnt sich, 
immer etwas Nützliches auf der Wunschliste zu haben (Tintenpatronen :-) 
Distributoren sind für gewerbliche Kunden und liefern meist nur ganze 
Verpackungseinheiten. Die in vielen Städten noch bestehenden lokalen 
Elektronikgeschäfte sind zwangsweise teurer und haben eine geringere Auswahl. 
Also unterstützt eure Elektronikläden, wenn euch daran liegt, das es sie morgen 
auch noch gibt. Wenn Conrad gewisse exotische Teile im Hauptkatalog besonders 
bewirbt, sollte man für eigene Projekte die Finger von den Dingern lassen, denn 
dann hat Conrad einen Riesenstapel Restpostenware eingekauft der mit maximalem 
Gewinn verkauft werden soll. Geht einem dann das Teil kaputt, bekommt man kein 
Ersatzteil mehr, denn es wurde schon lange nicht mehr hergestellt, als Conrad 
es noch als die neueste Erfindung seit dem Rad angepriesen hat.

 http://www.reichelt.de/ (Katalog download, preiswert, liefert meist schnell und vollständig 

aber 10 EUR Mindestbestellwert)
 http://www.oppermann-electronic.de/ (Restposten)
 http://www.segor.de/ (Katalog download, aber achte auf 'Lagertyp', teurer Versand)
 http://www.conrad.de/ (Katalog online, Datenblaetter)
 http://www.schuro.de/ (gute Audio Teile)
 http://www.sander-electronic.de/ (Bausaetze, aktuelle Teile, Lieferzeit schon mal 3 Monate)
 http://www.farnell.de/ (online, an privat erst ab 50 EUR, Katalog mit CD kostenlos)
 http://www.rs-components.de/ http://www.rsonline.de/
 http://www.elektronik-fundgrube.de/ (QM-Elektronik, Katalog online, teilw. sauteuer, teilw. 

spottbillig)
 http://www.elektronikladen.de/ (Microcontrollerboards)
 http://www.hinkel-elektronik.de/ (Katalog online, Lieferzeit schon mal 3 Monate oder gar 

nicht)
 http://www.strixner-holzinger.de/ (Altware, Halbleiterliste download)
 http://www.demotronic.de/ (Altware, Halbleiterliste download)
 http://www.usbid.com/ (abgekündigte Bauteile)
 http://www.siliconchip.de/ (Altware, Liste download)
 http://www.geist-electronic.de/
 http://www.musikding.de/ (Musikelektronik)
 http://www.elv.de/ (Bausaetze)
 http://www.westfalia.de/ (keine Bauteile)
 http://www.muekra.de/ (kein Katalog im Internet)
 http://www.mir-elektronik.de/ (Schrittmotoren)
 http://www.ebv.com/
 http://www.lta.at/
 http://www.gev-elektronik.de/
 http://www.btb-elektronik.de/ (Roehren)
 http://www.flick-elektronik.de/ (Batterien, Akkus, Roehren)
 http://www.kessler-elektronik.de/ (Katalog online, auch eBay)
 http://www.neuhold-elektronik.at/
 http://www.nova-elektronik.de/
 http://www.lta.at/
 http://www.ribu.at/
 http://www.elcomp.at/
 http://www.ng-electronic.at/
 http://www.technotronic.at/
 http://www.drauelectronic.at/
 http://www.technik-welt.at/ (Farnell-Wiederverkaeufer)
 http://www.darisus.de/
 http://www.accu.de/ (teure Spezialakkus)
 http://www.die-wuestens.de/ (seltene Roehren teuer etc.)
 http://www.military-tubes.com/
 http://www.spezial.de/ (Distri Maxim, Epson)
 http://www.elpro.org/ (Katalog 2003, preiswert, liefert aber langsam und hat nicht alles 

da, gewerblich)
 http://www.schukat.de/ (Katalog online, gewerblich)
 http://www.fischerelektronik.de/ (Fassungen, Gehaeuse, Luefter, Distri)
 http://www.atlantikelektronik.com/ (Distri)
 http://dkc1.digikey.com/de/digihome.html (18 EUR Versand, 13 EUR Zuschlag unter 100 EUR)
 http://www.futureelectronics.com/ 
 http://www.schuricht.de/ (Katalog online)
 http://www.menges-electronic.de/
 http://www.materialboerse.de/ 
 http://www.glyn.de/ (Japanware, Liste download, gewerblich)
 http://www.fg-elektronik.de/ (Stromversorgung, Trafowickeln)
 http://www.holz-elektronik.de/
 http://www.nessel-elektronik.de/
 http://www.muetron.de/ (Distri)
 http://www.msc-ge.com/ (Distri)
 http://www.buerklin.de/ (Katalog online, gewerblich)
 http://www.holz-elektronik.de/ (Distri)
 http://www.eurodis.com/ (Distri)
 http://www.hev-electronic.com/ (Distri)
 http://www.rutronik.com/ (Distri)
 http://www.retronic.de/ (Distri)
 http://www.spoerle.com/ (Distri)
 http://de.digikey.com/
 http://www.conelek.de/
 http://www.framos.de/ (Distri)
 http://www.andyfunk.de/ (kundenspezifische Quartze)
 http://www.wimo.com/ (Funkgeraete, Restposten)
 http://www.sauter-trafo.de/ (Trafokerne, Kupferlackdraht, Wickelkörper, Isolierfolie)
 http://www.av-tv.de/
 http://www.tvteile.de/
 http://www.batt-mann.de/
 http://www.led-discount.com/ = http://www.eska-technik.com/
 http://www.digitallehrer.de/ (Quartze Standardfrequenzen und Sonderanfertigungen)
 http://www.albs.de/ (ALPS Kleinmengen)
 http://www.amidon.de/ (Profi Elektronik)
 http://www.deltron-components.de/ (Advanced Interconnections BGA Sockel)
 http://www.securitec-gerlach.de/ (Video)
 http://www.gmkelektronik.de/ (alte Halbleiter, gesammelte Service Manual PDF, 

Waschmaschinenersatzteile)
 http://www.elektronikhaendler.de/ http://www.meinhardt-elektronik.de/ 

http://members.aol.com/Bmeinh5619/home.html (Zeilentrafos) http://www.japan-halbleiter.de/  

(Japantransistoren)
 http://www.polytec.de/ (Hochtemperatur-Keramik-Vergußmassen, Kleber von Cotronics, 

Abformmaterial Replicast. Keramikpapier (mech. Eigenschaften ähnlich Schreibmaschinenpapier, 

aber feuerfest), Silberkleber, Epoxikleber DURALCO temperaturfest für Teflon el./therm. 

leitfähig, Wärmeleitpaste bis 260°. X-Y-Positionier-Tische mit DC- und Schrittmotor-Antrieb, 

Monochromatoren, Diodenarray-Spektrometer (-bausätze).)
 http://www.ersatzteile-online.biz/
 http://www.heho-elektronik.de/
 http://www.goldmine-elec.com/ (Restposten U.S.A.)
 Friesenhan Elektronik Hohengehren 07153 945241
 EBT Optronic Bad Dürkheim (weisse LEDs für 1.50)
 MIRA Nürnberg (SMD Kleinmengen)
 Meyer Elektronik Karlsruhe 0721 377171 (19" Gehaeuse)
 A.J. Mayer Electronic Heimertingen, 08335 1214, AV-IC's
 T. Hartwig Elektronik Staufenberg 05543 3317 (Endstufengehaeuse)
 Heinze & Bolek Coburg 09561 5548-0 (Roehren)
 Seltronics GmbH, Beethovenstr. 35, 85521 Ottobrunn, Tel. 089/609 1001, Fax 089/609 1005 

(Wire-Wrap)
 Gerwert-Electronik, Albbruck, 07753/92130, Japanteile
 Stuut & Bruin, den Haag, Nederlande, 070/3604993
 ruf electronics, Höhenkirchen, 08102-7443-0 (Praezisionswiderstaende)

Gewerbliche Kunden erfahren Beschaffungsquellen aus den kostenlosen 
Kennzifferzeitschriften wie Markt & Technik, Elektronik, Design & Elektronik
(http://www.elektroniknet.de/). Die Marktübersichten sind online verfügbar 
http://www.elektroniknet.de/marktuebersicht/index.php . Beschaffungsquellen 
aus China sind zu finden bei http://www.alibaba.com . 

Speziellere Bauteile (Sensoren etc.) finden sich bei spezielleren Händlern. 
Siehe http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/mawin.htm

Vergleichstypen manchmal bei
http://www.ersatzteilblitz.de/hersteller1/LIFETECH.html

Bei http://www.bsh-group.de/ finden sich (wenn man sie findet bei der
katastrophen WebSite) im Notfall Ersatzteile für Siemens und Bosch Geräte 
per Versand, aber zu superfrechen Preisen: Ein Geschirrspüler, der neu 499 
EUR kostet, kostet in Ersatzteilen 2187 EUR. Man kauft dort also nur, was 
man woanders nicht bekommt, und was man nicht ersetzen kann, und keinesfalls 
Schrauben, elektronische Einzelbauteile oder so. Ein Kondensator, den es bei 
Reichelt für 89 Cent gibt, wird dort schon mal für 25 EUR vertackert.

*-----
F.2. Grundausstattung des Bastlers

Von: MaWin 17.7.2000

Man hat den Eindruck, als ob sich immer weniger Leute mit Elektronikbastelei 
als Hobby beschäftigen. Dabei war es noch nie so kostengünstig wie heute, 
und noch nie so einfach, sich die notwendigen Informationen zu beschaffen.

Zwar kann man alle elektronischen Geräte des täglichen Bedarfs preiswert 
fertig kaufen, aber das Spektrum der 'selbstbaubaren' Geräte ist wesentlich 
umfangreicher als früher. Vom Selbstbau-Handy, -Fernseher oder -PC wird man 
die Finger lassen, aber interessanterweise sind bereits HiFi-Verstärker (DIE 
Paradebeispiele für angeblichen Preisdruck) billiger im Selbstbau als im 
Laden. Und bei Reparaturen zahlen sich Elektronikkenntnisse erst recht aus.

Besser als ein fertiges Starterset ist es, wenn man sich einige Gerätschaften 
selber zusammenkauft. Für Schüler gab es bis 2001 die Elektronikkästen von 
Schuco (früher Philips) http://ee.old.no/ oder die einfacheren von Kosmos 
http://www.generalatomic.com/teil1/index.html

a) Ein Lötkolben. Für den Anfang tut es gut ein Ersa TIP260 mit Lötspitze 
162KD von z.B. http://www.reichelt.de/. Für SMD hilft gut ein zweiter, der 
darf dann auch temperaturgeregelt sein. Luxuslötkolben kommen z.B. von 
Pace oder Metcal. Billige 5 EUR Lötkolben sollte man sich nicht antun.

b) 100g bleihaltiges Elektroniklötzinn 1mm, 1.7m Entlötlitze 2mm, Flussmittel 
als Stift oder Kolophonium (http://www.conrad.de/ 813419) in Spiritus 
auflösen. Kein Lötlackspray (davon geht 90% daneben und es klebt ewig bis 
man es endlich mit dem Haarfön trocknet), und auf keinen Fall Lötfett oder 
Salzsäure, in solchen absoluten Notfällen noch eher Tannenharz mit etwas 
Aspirin.

c) Ein einfaches Digitalmessgerät, die es schon ab 5 EUR gibt (PM110 von 
http://www.pollin.de/ 3.95), aber besser eines mit durchgängigen Bereichen 
(fragt, ob es auch einen 2A= und einen 0.2V~ Messbereich hat) wie DT380 von 
Kessler Elektronik oder das DT38 von http://www.reichelt.de/ für 20 EUR 
(Conrad hat kein entsprechendes). Teurere Messgeräte sollten dann TrueRMS 
beherrschen (externer Vorsatz http://www.elv.de/ 60-077-91), damit bei 
Wechselspannung der angezeigte Wert auch bei nicht-Sinusförmigem Signal 
mit dem effektiven Durchschnittswert übereinstimmt. Das Metex 3650 hat 
wohl Startprobleme bei schwacher Batterie und einen zu langsam reagierenden 
Durchgangsprüfer.

d) Ein 10er Satz Prüfstrippen mit Krokoklemmen. Achtung: Die Krokomäuler 
müssen für feinste Litzen ganz zugehen, es gibt da oft Ramsch. ML6028 
von http://www.reichelt.de/ ist zwar teuer, aber kontaktsicherer, leider 
nicht vergoldet.

e) Ein Cutter (feiner Seitenschneider, der dünnste Drähte trennt) ist Gold 
wert. Die billigen taugen meist nichts. Stahldraht sollte man aber von allen 
fern halten.

f) Pinzette, Zange, Schraubendreher, Abisolierzange, etc. aus dem Bastelkeller

g) Das Buch "Art of Electronics" / "Hohe Schule der Elektronik". Siehe unter 
K.

h) PC zur Layouterstellung, Simulation und zum Datenblattlesen (hast du ja :-)

und dann je nach Entwicklung

i) Ein Experimentiersteckbrett (Labor-Steckboards, Experimentierboard, Breadboard, 
Protoboard, günstig bei http://www.reichelt.de/,  http://www.conelek.de/, 
http://www.pollin.de/ und http://www.elv.de/)

j) Ein regelbares Netzteil. Eine einfache Version mit LM317 und vielleicht 
einigen Konstantspannungen (LM78xx) kann man sich als erstes Projekt selbst 
bauen (siehe F.9. Netzteil), ein 'dickes Ding' wird man besser kaufen (Ratho 
RPS2305 = Reichelt LM305 0-30V/5A 70 EUR, DF-1731 http://www.pollin.de/ 
2*0-30V/3A 180 EUR), siehe Schaltpläne zu 512982, 518077, 511412, 510391, 
510343, 512028 von http://www.conrad.de/ oder die Geräte von 
http://www.elv.de/.

k) 3 DIN-A5 Fotoschalen und 1 Warmhalteplatte, Natriumhydroxid (Ätznatron) 
als Entwickler, Eisen-III-chlorid als Ätzmittel und eine 
Belichtungsvorrichtung (siehe F.6 Leiterplattenherstellung)

l) Wer Platinen aus Epoxy (FR4) herstellen will, sollte eine Kleinbohrmaschine 
mit Bohrständer für Hartmetallbohrer kaufen. Dafür tut es kein 'Hobbydrill' 
oder 523666 oder 523674 von Conrad, auch ein Dremel ist sinnlos da es dafür 
keine vernünftigen Bohrständer gibt, und die Lager schon nach kurzer Zeit 
ausschlagen sollen.
Geeignet ist z.B. der Proxxon IB/E + Bohrständer MBS140 oder Micromot 40/E 
+ NG2/S + Bohrständer aus Geschenkkoffer 28514 + Spannzangenset (damit 
die 1/8" Industriebohrer verwendet werden können, das 40/E kann nur 3mm). 
Das Schnellspannbohrfutter ist für die hohen Drehzahlen nicht geeignet. 
Vollhartmetallbohrer holt man aus dem Elektronikladen (http://www.elpro.org/ 
2.47 EUR) oder von eBay, und keinesfalls von Proxxon, schon gar nicht das 
'Elektroniker Set', aber eine Trennscheibe ist nützlich (nicht mit Diamant).

m) Ein LRC-Meter (Induktivitäts- und Kapazitätsmessgerät) wie das 122211 für 
40 EUR von http://www.conrad.de/ oder das SE8280 von http://www.elv.de/ oder 
selbstgebaut siehe unter "Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät"

n) Und wenn man es sich leisten kann ein Oszilloskop, siehe Abschnitt F.27. 

o) Für Basteleien an Schaltnetzteilen ein 200 VA regelbarer Trenntrafo.

p) Ein Chipprogrammiergerät wie GALEP von http://www.conitec.net/ oder
Xeltek SuperPro 280U USB von http://www.xeltek.com/ 

Das Geld für Zeitschriften spart man heute besser, siehe Abschnitt I.

Die genannten Produkte und Markennamen bedeuten nicht, das dies die einzigen 
verwendbaren Teile sind. Aber es sind welche, die sich bewährt haben (bzw. eben 
nicht).

http://www.pollin.de hat einige brauchbare Sortimente, ansonsten findet sich 
eine kleine Bauteilegrundausstattung für Experimente auf dem Experimentierbrett:

 Widerstände: 2*1Ohm 5 Watt, 2*10Ohm 2 Watt, 2*100Ohm 1 Watt
 Metallfilm (0.6W) oder Kohleschicht (0.25W) Widerstände: 10*220 Ohm, 10*1k, 10*10k, 

10*100k, 2*1MOhm
 Folienkondensatoren (MKS, MKH, MKT oder so): 2*1nF, 2*10nF (meist 63V, aber 35V reicht 

auch)
 Keramik(vielschicht)kondensatoren (Z5U oder X7R): 10*100nF (meist 50V, aber 35V reicht 

auch)
 Elektrolytkondensatoren: 2*1uF, 2*10uF, 2*100uF, 2*1000uF (alle zumindest 35V)
 Spulen: DST10mH (kleine zylindrische Festinduktivität der Art 09P mit Ferritkern stehend)
  [Die Spule wurde ausgewählt, damit man mit einfachen Experimenten feststellen kann, wozu
  Spulen brauchbar sind. Die 10mH können einen einfachen Oszillator ergeben, einen kleinen
  StepUp/StepDown-Spannungswandler, können filtern und als Magnetfeldsensor arbeiten]
 Dioden: 10*1N4148 oder 1N4448 oder 1N914, 10*1N4007
 und zum Vergleich 1 Schottky-Diode: SB130 bis SB360 oder MBR360 oder 1N5819 bis 1N5822
 Transistoren: NPN: 4*BC338, PNP: 4*BC328, JFET: 1*BF245B oder 2N7001 oder J300
 MOSFET: BUZ10 oder IRF530 o.ä. auf Kühlkörper <3K/W, z.B. V4511D
 Analog-ICs: OpAmp: LMC6484 (notfalls TLC274, ganz dolle notfalls LM324)
 Spannungsregler: 7805, mit Kühlkörper <10K/W, z.B. V4330K
 Spannungsreferenz IC: LM385Z2.5 oder LM336Z2.5
 Digital-ICs: 74HC13, 74HC76, 74HC168, CD4051
 Mikrocontroller: ATtiny22, AT90S2313, AT90S8535 oder ATmega8353 (DIL wegen Steckbrett)
  mit 4-20MHz Quartz (Grundton, HC18/49U) und 2 22pF Keramikkondensatoren und, weil man 
  das Daten-EEPROM verwenden will, einen RESET Controller wie MC34064P5/TL7757
  dazu eventuell 4 stellige 7 Segment LED Anzeige mit gemeinsamer Anode und 2mA niedriger 
  Stromaufnahme, 10mm (passt i.A. quer ins Steckbrett) oder 13mm (passt nebeneinander ins 
  Steckbrett) oder Modul (nur per Multiplex ansteuerbar)
 Dazu eventuell 10er/12er/16er Tastenmatrix (Folientastatur, 

Telefontastatur/Taschenrechnertastatur
  oder 4-16 Einzeltasten mit einfachem Schliesserkontakt wie 700479 von 

http://www.conrad.de/)
 Temperatursensor: NTC ca. 10-25kOhm(25GradC), Halbleitersensor LM334
 Lichtsensor: Phototransistor (BPW40, BPW42 oder so),  LDR (LDR03, FW150 oder so)
 eventuell Hallsensor: KMZ10B oder so, ggf. aus altem Floppymotor ausbauen
 2 Taster mit Umschaltkontakt (z.B. Shadow DigiTast)
 2 Trimmpotentiometer 10k linear mit Anschlussdrähten die ins Steckbrett passen wie Spectrol 

63P
 Leuchtdioden: 10*5mm rot, 2*5mm grün oder 3mm, high efficiency 20mA lassen ich auch als low 

current 2mA verwenden
 Glühlampe 6V/50mA mit Drahtanschlüssen (ggf. mit Lampensockel und Drähte anlöten)
 Entweder kleiner Piezokeramik-Schallwandler (aus Weckuhr oder so, 751669 von Conrad) mit 
  Drahtanschlüssen oder hochohmiger Plastik-Minilautsprecher (32-50Ohm, Conrad 335407) und 
 eventuell Elektretmikrophon(kapsel) wie Conrad 302104.
 kleiner (1.5 bis 12V) Elektromotor (Spielzeug/'Solarmotor'/Cassettenrecorder) mit 

Drahtanschlüssen
 digitales LCD Vielfachmessgerät 3 1/2 stellig für 5 EUR
 9V Blockbatterie mit Anschlussclips oder 3-12V= Steckernetzteil >=250mA als Spannungsquelle 
 9V~ Steckernetzteiltrafo (von Modems) für Wechselstromexperimente 
 isolierter Starrdraht für's Experimentierbrett 
 10 Krokoklemmenkabel für die Bauteile, die nicht ins Steckbrett passen 

und jetzt fehlen nur noch hunderte von kleinen Beispielschaltungen dafür :-) 
Einige davon befinden sich in dieser FAQ, im Übungsbuch zu 'Art of Electronics',
in den Online-Büchern auf http://www.vias.org/electronics.html und in AN-32, 
AN-20 von http://www.national.com/ und holt euch die Datenblätter von allen 
gekauften Bauelementen.

Megabytegrosse Datenblattsammlungen (DL111/126 Transistoren, DL135 MOSFETs, 
DL128 Analog-IC-Übersicht, DL129 Digital-HCMOS-ICs) gibt's bei 
http://www.onsemi.com/ , recht geeignet um mal eine Übersicht und einen 
Datenblatt-Grundstock zu bekommen. Sogar die Pocket Guide gibt es noch
http://www-s.ti.com/sc/psheets/scyd013/scyd013.pdf

Chiptypennummern nach Verwendungszweck als Startpunkt der Bauteilsuche:
 Einstellbare Spannungsregler: LM2931/LM317L (100mA) LM317, LM337 (1.5A) , LT1086 (1.5A low 

drop), LM350, LM333, LT1085 (3A), LM338 (5A), LT1084 (5A low drop), LT1083 (7.5A), LT1038 

(10A), ADP3310 (extern low drop)
 Hochvoltregler: LM317HV 1.25-60V1.5A LM2576HV 1.25-60V3A (NS) B3171V (1.2-57V1.5A RFT) 

TL783 1.25-125V700mA(TI), LR8 1.25-450V10mA (Eingangsspannungsflankensteilheit>50us) LR12 

1.2-88V50mA (Supertex), LT3010 80V50mA (Linear), HIP5600 (50V..) (Harris), VB408/409 5V40mA 

(ST)
 Präzisere Spannungsregler: LP2954AIT (TO220 250mA 0.1% NS) LP2986AIM (SOT8 200mA 0.5% NS), 

LT1086 (1% 1.5A 0.015% TO220 Linear)
 Referenzdioden: LM336/385/4040/4041 (NS), REF12Z/25/ADR291/AD1582 (Analog), ICL8069 

(Intersil), TC04, ZRA245/250 (Zarlink), LT1009 (Linear), MC1403, CS1009 (OnSemi)
 Zaehler/7SegDecoder: MM74C92x (NS) ICM7217 (4 stellig), U125D, ICM7249 (6 stellig), ICM7226 

(8 stellig) (Intersil)
 HEX zu 7-Segment: MC14495, DM8880/9368, V40511, D345, D346, 4311, 4368, 74C915 oder eben 

ein GAL16V8
 VFD-Treiber: A681x/A581x (Allegro), MAX6920-32 (Maxim), LB1240 (Sanyo), PT6311 (Princeton), 

NE594, MM58241/58242/58248/58341/58342/58348 (NS) MSC1162/1163 (Oki), SED2020/2032 (Seiko 

Epson), CS1087-1089 (OnSemi)
 EL-Folien-Treiber: SP4403 (Sipex)
 Ladungspumpen: ICL7660/LTC1044/MAX1044 (5V/10mA), LT1026/MAX680/681(=MAX232 ohne RS232), 

LTC1044A (12V/10mA) ICL7662 (15V/10mA),  MAX619/LTC1046 (5V/50mA) LTC1144 (15V/50mA) MAX662 

(5V->12V/30mA) LTC1263 (5V->12V/60mA) LTC/MAX660 (5V/100mA) (Intersil/Linear/Maxim) MAX665 

(8V/100mA) TPS61000 (100mA TI) MAX889 (5V/200mA) TPS60130 (300mA/5V TI)
 GHz-Vorteiler: CND2047, PMB2312, MC12017/12079/12080/12095, U664/666/813/891/893/6024, 

SP4908/8718/8719/8792/8910/8755/8720/8786A, LMX2326
 RESET-Controller für 8051: DS1833 (Dallas)
 RESET-Controller für 5V/12V: MB3771 (Fujitsu)
 Klangregler Volume/Treble/Bass: LM1036 (NS), TDA1074A, TDA4292, TDA7318 (Philips), LC7530, 

LC7532, LC7533, LC7535, LC7537 (Sanyo) 
 DDS: ML2035/2036 (25/50kHz Fairchild), HSP45102/45106/45116 ISL5314 (Harris), 

AD7008/9832/9850/9851 (Analog) Q2240I (Qualcom)
 rauscharme OpAmp fuer Audio (Linepegel): TL071 (TI, nicht TL072/074), NE5532/5534 

(Philips), MC33078 (Mot), LM833/837 (NS), OPA134/604  (TI) OP176/275 (Analog)
 billiger Rail-To-Rail OpAmp: LMV324/824 LMC6482/6484 (NS), AD82x (Analog), TS912-924 (ST), 

TLV272/2372 (TI)
 LMC662 geht in latchup bei Vin > V+ - 1V
 Niedrigstspannungs-1V-OpAmps: LM10 (NS), MC33501/502/503, NCS2001 (OnSemi), MAX4289 (Maxim, 

langsam)
 präzise hochohmige OpAmps: OP07A/LT1014A (TI), LTC1150/2050 (Linear), AD707/8571 (Analog)
 extrem rauscharme OpAmps für niederohmige Quelle (Audio-MC-Phonovorstufe, dyn. Mikro): 

LT1028/1115 (Linear), AD797 (Analog)
 chopperstabilisierte OpAmps: LTC1049/1050/1052/1150
 open collector OpAmp: TAA761/861, TAE/TAF1453/2453/4453, 

TAA752/765/765/2761/4761/2765/4761/4765A, 

B761D/B765D/B861D/B865D/B2761D/B2765D/B4761D/B4765D
 beyond the Rail OpAmp: LT1490 (Linear)
 OpAmp für hohe kapazitive Last: LM6161/6261/6361/6362/6364/6365 (NS), 

AD817/826/827/847/848/849 (Analog) 

http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/31-2/appleng.html
 Normale OpAmps steuern höhere Spannungen: http://www.national.com/ AN271, AN272
 Leistungs-OpAmp schneller als L272 mit weniger Offset: L2722/2724 (ST), TCA0372 (OnSemi) 

(nicht für Audio geeignet, da wie LM324/358 ruhestromlos)
 verbesserter LM386 1W/8 Ohm Audioamp für 5V ohne Ausgangselko: LM4861/4871/488x (NS)
 Kopfhöhrerverstärker (32 Ohm, 0.15W): MC34119 (OnSemi), NJM2113 (NJR), TDA7050/7052 

(Philips) TS922 (ST)
 KFZ-Audioleistungsverstärker: TDA7375 (4*4W/2*22W), TDA7560 (4*30W) TDA8563 (2*40W an 2 

Ohm)
 Heim-Audioleistungsverstärker: TDA7294 (ST), auch als Piezotreiber gut, TDA7293 

parallelschaltbar, LM3886 (NS)
 OpAmp für Ausgang Funktionsgenerator: LT1206 (Linear)
 Elektrometer: AD549L AD515, OPA111 OPA128, LMC6041 (2fA typ 4pA max), AppNotes: AN242 LB37 

AN241 (NS), AB075 (BurrBrown)
 Instrumentenverstärker: AD620/621/624/625/626 (Analog), INAxxx (TI), LT1167/1168 (Linear)
 Platin-Temperaturmesswiderstandsverstärker, Pt100, Pt1000, RTD: ADT70 (Analog)
 Thermoelementmessverstärker: MAX6675 (Maxim), LT1025 (Linear)
 Dehnungsmessstreifenverstärker und -Wandler: MAX1400-1403 (Maxim)
 Mikrofonverstärker mit Kompressor: SSM2165 (Analog)
 VCAs: 2181 (That), AD600/602/604 SSM2010/2013/2014/2018/2020/2022/2118/2120/2122/2164 

(Analog), BA7655 (Rohm), M5244 (Mitsubishi), CLC5523 (NS), SL550 (Plessey), 

VCA2612/2613/2614/610 (TI)
 OTAs: BA6110 (Rohm), CA3060/3080/3280 (Intersil), LH0045 LM3080, LM13600/13700 (NS) = 

NE5517 (Philips) = NJM13700 (New Japan Radio), OPA2662/660 (TI), LT1228 (Linear)
 Transimpedanzverstärker: OPA665 (TI) AD9617//9618 (Analog) SA5211/5212/5214/5217/5225 

(Philips) TZA3023/3033/3034/3043/3044 (TI) (Sander Electronic)
 Multiplizierer: XR2208 (Exar), ICL8013 (Intersil), RC4200 (Fairchild), AD532/633 (Analog) 

MPY100/634 (TI)
 logAmps: BB4127/LOG100/102 (TI), AD8304 (Analog)  [teilweise stückweise lineare 

Interpolation]
 TrueRMS Konverter: AD536/636/736/737 (Analog), LTC1966, LT1088 (Linear)
 Hall-Strommesser: ACS750 (Allegromicro), Sanken CS-Series bis 5A
 Hallsensoren: KSY10/13/14 (Infineon), A1321+A3141-44 (Allegromicro) , THS125 (Toshiba), 

HG106 (Asahi-Kasei), GH700 (F.W. Bell), Micronas, Melexis
 LiIon Protection in SOT23-6: NCP800, R5421, T63H0002A, AAT8633, MC33349
 Akkulader-ICs: ADP3811, BQ2000/2002/2004, CH127/128, MC33092, 

MAX1640/1641/1647/712/713/846, ICS1700/1702/1722, AIC1781-1783, LM3647, LT1512/1571, 

LTC1759, TEA1102/1103/1104
 Nullspannungsdetektor: TDE2907, 8T363
 Fensterkomparator:  MC34161 (Motorola), TCA965 (Infineon, veraltet)
 TRIAC-SteuerIC: alt: TDA1023/24, U217B, U106, U208 neuer: U2008/2010 (Temic, Atmel), TCA785
 NE555=SE555=LM555 (4.5-16V, 500kHz) in CMOS: ICM7555 (2-18V, 1MHz Intersil), TLC551 (1-16V, 

2MHz, TI), TLC555 (2-15V, 2.1MHz, TI), TS555 (3-16V, 2.7MHz, ST), LMC555 (1.5-12V, 3MHz, 

NS), ZSCT1555 (0.9-6V, 330kHz, Zetex), IR2151 (Gegentakt MOSFET Treiber Ausgang)
 Langzeittimer: U6046/6047/6049, ICL8250, XR2240
 Lautsprecherschutzschaltung: http://www.datadart.com/al/toshiba/Ta7317p.pdf
 F->V Konverter/Tachometer-ICs/Frequenz-Spannungswandler: LM2907/2917 (NS), ADVFC32 AD636 

(Analog), TC9400 (Tel)
 IR(De)Coder (RECS/RC5): SAA3004/3006/3007/3009/3010/3027/3049 SAB3210/3209 (Infineon), 

HT11/12 (Holtek), MC14497/145026/27/28 (OnSemi) uPD6121/uPD6122 (NEC) 21/2222+2225 

(princeton.com.tw)
 IR-Coder (PPM): PTPT2221/2222 (Princeton), uPD6120/21 (NEC) oder LC7461M/62M (Sanyo), 

UM3750/3758 (UMC)
 Infrarotdemodulationsempfaenger: SFH505A SFH5110 TFMS5300/5360 (Infineon), 

TSOP17xx/18xx/48xx (Vishay), IS1U60 IS1460 (Sharp)  PIC26043SM
 IrDA: IRM3001, TFDS3000/4000/4500/6500, TOIM3000/3232
 AM Radio ICs: TCA440, TDA1056, A244
 FM Radio ICs: TEA5767HL 
 DCF Funkuhr: UE6005, T4227 (Atmel) U4223/4224 (alt)
 StereoCD D/A: LC7881 7.10, PCM56 (TI)
 StereoDecoder: MC1310
 diffuse LEDs: TLVR/TLVG/TLVY4200, Superflux
 Uhren-ICs: alt: MM5314/5316/50250 (NS), U125, neuer: LM8560 (Sanyo)=TMS3450 (TI), 

HT1340/1391 (Holtek)
 RTC-ICs: M41T00 (ST,0.8uA), PCF8563/8573/8583 PCA8565 (10-200uA, Alarm) PCF8593 (wenig 

Strom, Alarm, Philips), DS1307 (Dallas)
 http://service.semic.sanyo.co.jp/semi/dis_pdf_e/LM8560.pdf
 Fernsteuerservo: alt: SN28654, ZN409, NE544, neuer: NJR2611, M51660
 Funkfernsteuerungsencodersender: LM1871
 Märklin Modellbahn: MC145026, MC145027 (Motorola)
 RS485: SN75176BP SN75LBC176 (TI), LTC485 (Linear), MAX487 MAX489E MAX490E (Maxim) IL485 

(Isolationskoppler, NVE)
 RS422: µA9638
 4-20mA: XTR110 (TI), AD420 (Analog), AM422 http://www.analogmicro.de/
 HPIB, GPIB, IEEE488: alt: TMS9914A, SN75160 (Daten), SN75161 (Steuersignale) (TI)
 USB: CY7C6300x (Cypress), PDIUSB11/12 (Philips), FT8U232/245 (FTDI), PIC16C765 (Microchip), 

TUSB3210 (TI), EZ-USB AN2131 (Cypress)
 RGB->Composite PAL-Encoder: MC1377 (schlecht, Trafo, OnSemi), TDA8501+TDA4568 (Philips)
 Videodigitalisierer/Framegrabber: SAA7111/7113 (Philips)
 RDS Decoder: TDA7330, SAA6588
 schnelle SRAMs: ISSI, Cypress, Alliance Semiconductor
 I2C-Repeater: PCA9515 (Philips), IL712 (Isolationskoppler, NVE)
 Quadraturdecoder: LS7166, LS7266 (LSI Logic), HCTL2022/2032 (HP), DDM01 (amira.de)
 Analogschalter: CD4016 (alt), CD4066 (15V), LC4966 (37V), DG2xx, DG4xx, Audio: SSM2402/04 

(Analog) TDA1028 (ST), NJM2750 (JRC)
 Kreuzschienenverteiler: AD75019 (Analog) MT8808, MT8816 (Zarlink) TEA6420
 3-Klang Gong: alt: SAB0600, neuer: SAE800
 OnScreenDisplays: PCA8516, SAA5242, STV5730A
 Sensor-Dimmer: alt: S566/576 SLB0586/0587 (Siemens), auch schon alt: HT7700C/7703/7704 

(Holtek), neu: LS7231-33/7314-15/7237/7339-40/7535/7538-39/7631-32 (LSI CSI)
 Bargraphanzeige: U237/247/257, LB1403-1426, dabei 1412 5.50 (Peak,12, Sanyo), LB1494, 

LM3914-16/LM4700 (10) MM5451 (35, NS), U1096 (30), A277 UAA170 UAA180 (12), KAA2281 (2*5) 

KAA2283 (10), TC826 (40 LCD Microchip), LC7556 (2*12 Peak VFD Sanyo) TL476/487/489/490/491 

(alt), D620 (TFK, 10)
 Audio Spektrum-Analyzer-Display: BA3826/30/33-35 (Rohm)
 7band +-12db uC Graphic Equalizer: LM835 (NS), LC7522, LC7523, 5-Band: TDA7317 (ST) 

BA3812/22-24 (Rohm)
 MOSFET-Treiber: MMH0026=DS0026=MC34151/34152 (OnSemi, schwingt leicht), UCC37325, 

TPS2811/12/13 (TI, ähnlich 0026 mit Spannungsregler), ICL7667 (Intersil), LTC1693 (Linear), 

HIP4080-82A (Harris, nicht die nicht-A-Typen, siehe TB321, aber lese AN9404, on/off time 

einstellbar), IXDD430 (30A, Ixys)
 MOSFET-Treiber mit Ladungspumpe für NMOSFET an positiver Rail: L6384-6 (ST), 

LTC1154/1155/1158 (Linear, gute dead time, teuer), IR2110 (IRF, dead-time sehr kurz), TC426 

(Toshiba), MAX621/4426 (Maxim)
 Vollbrücken: BA6208/6209/6218/6219/6229/6283/6285-6288/6417/6418/6920 (Rohm), TLE420x, 

TLE6209R (Infineon), TCA3727/4727 (Philips)
 DTMF: Empfänger: MT8800, Sender: MT8880 (Mitel)
 Signalspannungsbegrenzung: TL7726 (TI), Quickswitch (IDT), GTL2002 (Philips), FXLP34 

NC7WZ07 (Fairchild)
 High-Side Driver: ULN2076
 Audioleistungstransistoren: 2SA1494+2SC3858 (für 150Wrms an 4R), 2SA1295+2SC3264, 

2SC2921+2SA1215, 2SC2922+2SA1216 (70mOhm Ringemitter) 2SC4386+2SA1671 2SC4388+2SA1673 

(Sanken) 2SB1163/2SD1718=2SA1302/2SC3281=2SB1317/2SD1975 (Toshiba/Panasonic) MJL21193/4/5/6 

(OnSemi), BD245+246 BD249+250 (jeder) 
 Audio-MOSFETs: 2SK133-135+175-176+1056-1058+2220-2221/2SJ48-50+55-56+160-162+351-352 

(Hitachi lateral) ECF/ECX10P16+20+ECF/ECX10N16+20 (Exicon lateral), BUZ901+906 (Philips)
 Audio-Treibertransistoren: BC550/560, NE856/85633 (eigentlich HF, aber voll spezifiziert) 

2SK389 (JFET, 0.5dB)
 matched Pairs: MAT02 (0.05mV), MAT01/LM194 (or 0.1mV), LM394BH SSM2210/20 (0.2mV), MAT03, 

MAT04 (Linear) HFA3134/35 CA3083 (Intersil) (Achtung: Unterschiedliche Qualität bei 3083, NS 

soll schlecht sein)
 Doppeltransistoren: BC846/847BS
 lowCEsat bipolar NPN Kleinleistung: 2SC2878 (42mV, hohe UBEreverse) ZTX1047 und andere von 

Zetex, PBSS4120T und andere BISS von Philips
 high beta Transistor: BCX70/71 (hFE>380 2mA) 2SC3112A (hFE 600-1800 2mA) 2SC3112B (hFE 

1200-3600 2mA, Toshiba)
 kleiner LogicLevel NMOSFET: BSS295, BSP297, 2N7002
 LogicLevel PMOSFET: IRF7416 (SO8), IRLML5203 (SOT23), BSS84 
 MOSFET mit >20V Ugs: FQPF12P10, STH8NA60FI 2SK2251-01 (Fuji) IRFPC50A 
 20V/2.5A/0.1Ohm LogicLevel NMOSFETs in SOT23: Si2302DS (Vishay/Philips)
 depletion NMOSFET: BSS139/169, BSP149 (Infineon), DN2470-DN3545 (Supertex bis 700V 500mA 

6Ohm)
 MOSFET, 0.9V Uth bei 3V durchschaltet: IRF7401 (NMOS) / IRF7404 (PMOS) (IRF) TN0200T 

(NMOSFET), TP0101T (PMOSFET) (Vishay/Philips)
 schnelle kleine MOSFETs ohne Diode auf einem Chip: SD5000-Serie
 JFET mit neidrigem RDSon: J105
 Hochspannungs-IGBTs: QIS4506001 (4.5kV/60A), IXEL40N400 (4kV/40A)
 NPN bipolare Hochspannungstransistoren: FGL60N170 (Fairchild 1700V), BUH2M20AP (ST 2000V), 

ABB, www.eupec.com (4500V) 2SC4686 (1200V/50mA Toshiba)
 PNP bipolare Hochspannungstransistoren: ZTX560 (500V Zetex) 2N5852 (500V) 2SA1807 (600V) 

2SA1862 (400V)
 Tunneldioden: 

http://store.americanmicrosemiconductor.com/diodes-tunnel-diodes-general-purpose.html
 AM Kapazitätsdioden: BB212 (Philips), KV1235, KV1560NT (Toko, compotex.de)


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F.3. Schaltungsvorschläge

Von: MaWin 17.7.2000

Zunächst mal finden sich gute Schaltungsvorschläge zu letztlich allen denkbaren 
Themen in den Application Notes der Chip und Sensor Hersteller. Man muss nur 
lange die geeignetste suchen, denn es gibt so viele. Die technischen Daten dieser 
Schaltungsvorschläge werdet ihr nur bei perfektem Aufbau erreichen, denn da 
waren natürlich Profis am Werk. Es hilft, wenn bei der AppNote ein 
Platinenlayout dabei ist, wie viele von http://www.st.com/ und 
http://www.maxim-ic.com/. Natürlich favorisieren die Chiphersteller wo möglich 
ihre eigenen Bauteile. Oft kann man die Schaltungen genau so gut (und manchmal 
besser :-) mit Bauteilen anderer Hersteller aufbauen. Allgemeines erst mal 
hier:

 http://www.analog.com/ SiteMap Application Notes
 http://www.cypress.com/
 http://fairchildsemi.com/apnotes/ 
 http://www.irf.com/technical-info/ 
 http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/support/pages/app_notes.asp 

(Grundlagenorientierter)
 http://www.linear.com/ezone/indexes.html (5 "Linear Technology Magazine Circuit 

Collections")
 http://www.maxim-ic.com/Design_Apps/StartPage.htm 
 http://www.microchip.com/ (insbesondere die 'Reference Designs' sind interessant)
 http://www.powerint.com/ (insbesondere deren Engineering Prototype Reports)
 http://www.national.com/apnotes/ 
 http://www.semiconductors.com/
 http://www.onsemi.com/ 8MB "Power Factor Correction Handbook" HBD853/D
 http://www.semiconductors.philips.com/products/all_appnotes/
 

http://www.rohde-schwarz.com/www/dev_center.nsf/frameset?OpenAgent&website=com&navig=/www/de

v_center.nsf/html/nav,10,11&content=/www/appnotes_files/appnote_frameset (RF)
 

http://www.semiconductors.philips.com/markets/mms/products/discretes/documentation/rf_manual

/
 http://eu.st.com/
 http://www.ti.com/sc/docs/apps/index.htm 
 http://www.zilog.com/products/appnotes.asp 

Wer bloss Schaltungsideen sucht, sollte mal hier reinschauen:

 http://www.ednmag.com/ (EDN online)
 http://www.web-ee.com/ (Paul Stenning Electronic-Projects Online)
 http://sound.westhost.com/ (Audio)
 http://www.circellar.com/ (Steve Ciarcia's Circuit Cellar)
 http://www.tinaja.com/ (Don Lancasters Hardware Hacker hackar?.pdf)
 http://www.tubecad.com/ (Für Röhren)

Die als PDF downloadbaren Anleitungen für Conrad-Bausätze enthalten die 
vollständigen Schaltpläne und Platinenlayouts. Man muss sich also die 
Bausätze nicht kaufen, wenn man die Platine sowieso selber machen will.

Bei http://www.elv.de/ kosten Anleitungen meist Geld (Ausnahmen als PDF gibt 
es, vor allem indirekt bei Conrad). Das ist aber immer noch billiger, als 
regelmässig die Zeitschrift zu kaufen bis mal was brauchbares dabei ist, 
und die Platinen und Spezialteile kann man so gleich mitbestellen. 
Leider kostet bei ELV der Katalog Geld (scheinbar bei Onlinebestellung 
nicht), und die Zeitschriften sind nur ein verkapptes Katalogupdate.

Dann gibt es zu vielen kommerziellen Geräten die Schaltpläne. Wenn man will, 
kann man die also nachbauen, soweit keine Spezialteile verbaut wurden. 
Findet man im Internet nach Eingabe der Modellbezeichnung in eine 
Suchmaschine keinen Schaltplan und schickt einem der Hersteller auf Nachfrage 
keinen Schaltplan kostenlos zu, so kann man versuchen, Kopieen davon für 
teures Geld zu kaufen:

 http://www.pdf-manuals.com/ (Tektronix US$2)
 http://bama.edebris.com/manuals/
 http://www.schaltungsdienst.de/ = http://www.elv.de/ (aber andere Preise)
 http://www.schaltplan-dienst.de/
 http://www.agtannenbaum.com/
 http://www.doknet.nl/
 http://www.manualmerchant.com/
 http://www.manualsplus.com/
 http://www.testequipmentcanada.com/
 http://www.oldradios.de/

Bei kommerziellen Geräten zählt jeder Cent, insbesondere bei Consumerware 
die millionenmal hergestellt wird. Deswegen meiden Hersteller teure Chips 
selbst wenn sie besser sind oder Schaltungen mit viel weniger Bauteilen 
erlauben. Daher die unglaublich vielen Schaltungen mit LM324 und 
Einzeltransistoren. Für den Hobbyelektroniker spielt der Preisunterschied 
keine so grosse Rolle, er kann und sollte die besseren Chips verwenden. 
Zur Auswahl steht alles, was der Elektronikversender im Katalog hat. Die 
hochpräzisen Chips von Analog, Linear, Burr-Brown sind dann wieder so 
teuer, das der Hobbyist, der die technischen Daten dieser Chips mangels 
physikalischer Grundlagenkenntnisse eh nicht ausreizen kann, von selbst 
Abstand nimmt, und diese Chips besser den Profis überlässt.

Schaltpläne von Hobbyelektronikern sind zahllos im WWW vertreten. 
Diese sollten sich mit geschickt gewählten Suchbegriffen festnageln 
lassen. Einen umfassenden Einstieg gibt http://www.epanorama.net/ . 
Allerdings funktionieren nicht alle Schaltungen, die man im Web so  
findet, und die meisten schreiben voneinander ab oder vergessen beim 
Abschreiben von AppNotes die Hälfte. Daher verweisen bei ePanorama 
leider die meisten Links auf Schrott.

 http://www.epanorama.net/  (DIE Elektronik Linksammlung)
 http://www.hut.fi/Misc/Electronics/ (Tomi Engdahl's Electronic Page)
 http://www.ee.washington.edu/eeca/ (altes Circuit Archive)
 http://www.discovercircuits.com/ (7000 Hobbyistenschaltplaene)
 http://www.armory.com/~rstevew/ (Richard Steven Walz's Webpage)
 http://sterr.narod.ru/ (der sammelt alles)
 http://www.wcug.wwu.edu/~jamie/schems.html (Music Electronics uArchive)
 http://www.commlinx.com.au/schematics.htm
 http://www.b-kainka.de/ http://www.elexs.de/index.htm
 http://www.intio.or.jp/jf10zl (Funk)
 http://www.user.fh-stralsund.de/~emasch (Elektro)

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F.4. Löten

Von: MaWin 17.7.2000

Das Löten von normalen Platinen und Schaltlitzen ist mit einem normalen 
Lötkolben kein Problem, wenn die Metallflächen OXIDFREI und sauber sind 
und man dem Lötkolben passend Zeit zum Aufheizen gibt. Das im Lötzinn 
enthaltene Flussmittel sorgt für eine gute Lötstelle. Aber oxidierte Oberflächen 
verhindern gute Lötstellen. Die Industrie verwendet i.A. keine Bauteile mehr, 
die länger als 1 Jahr ausserhalb einer Stickstoffatmosphäre gelagert wurden. 
Ein temperaturgeregelter Lötkolben ist im industriellen Einsatz sein Geld 
wert, als Hobbyist kann man abwarten, bis der Lötkolben die passende 
Temperatur hat bzw. ihn ausstöpseln oder in den feuchten Schwamm 
drücken, wenn er zu heiss wird, oder einen normalen Dimmer vorschalten, 
dann kann man den wenigstens einstellen. 
Im Moment ist der Ersa Multi-Pro 25W Lötkolben für 25 EUR besonders 
interessant, weil es für ihn kostengünstige MicroWave SMD-Lötspitzen 
SolderWell gibt.

Die berühmten Weller Magnastat sind technisch überholt (zu klobig, teure 
Lötspitzen), für das ganze Sortiment gibt es aber offenbar jahrzehntelang 
Ersatzteile bis zur kleinsten Schraube. 
http://www.hinkel-elektronik.de/pdf_node/134.pdf

Wer NiCd-Akkus ohne Lötfahnen direkt am Boden (laut den Datenblättern der
Hersteller ist das nicht erlaubt) oder ähnlich massive Dinge löten will, 
braucht einen richtig dicken Lötkolben und geeignetes Lötzinn. 
150 Watt und eine kurze dicke Lötspitze, dann lassen sich Akkus auch in 
wenigen Sekunden löten, ohne das der Akku selbst heiss wird. Alu (Bleche, 
keine Kühlkörper) oder Stahl (Akkus und Glühlampensockel) lassen sich mit 
Multicore Alu-Sol Lot und einem heissem Lötkolben gut löten. Wer es mit 
einem 25W Lötkolben und rumbraten probiert, beschädigt den Akku. Bitte 
Dauerlötspitzen (Ersadur etc.) nicht verbiegen oder gar dran rumfeilen und 
kein PVC damit anschmurgeln, die Beschädigungen der Beschichtung führen 
sofort zum Weggammeln der Lötspitze.

Wer vor seinem ersten Bausatz mal das Löten üben will: Es gibt die 
klassischen Lehrstücke: 10 10cm lange Stücke Schaltdraht abisolieren, im 5 x 
5 Gittermuster aufeinanderlegen und zusammenlöten. Dasselbe nochmal mit alten 
oxidierten Drähten :-) Und man sollte auch mal zur Übung BEWUSST so lange auf 
einer alten Platine rumbraten, bis die Leiterbahnen abgehen, damit man lernt, 
wie lange das dauert.

Bei Lochrasterplatinen ohne Kupfer steckt man die Bauteile durch, biegt die 
Anschlussdrähte so, das die zu verbindenden Anschlüsse verschiedener 
Bauteile zusammenkommen, und lötet die zusammen. Es gibt ein Problem, 
sobald sich Leitungen kreuzen, also sind die Platinen nur für allereinfachste 
Anwendungen. Ausserdem halten die Bauelemente nicht besonders, weil sie 
ja letztlich nicht festgelötet sondern nur angebunden sind. Sie eignen sich 
aber als Träger für die Fädeltechnik (Anschlüsse mit Kupferlackdraht verbinden) 
besser als Platinen mit Lötaugen, weil man die 
s notfalls auch wieder 
auslöten kann.

Bei Streifenrasterplatinen ordnet man die Bauteile so an, das die zu 
verbindenden Anschlüsse jeweils nebeneinander (in Richtung der 
Kupferstreifen) liegen. Dabei sind mehrere Gruppen pro Kupfersteifen 
möglich, man muss nur den Kupferstreifen (an einer dazwischenliegenden 
Stelle) durchtrennen. Dann lötet man die Bauteile ein. Wegen den nur in einer
Richtung verlaufenden Kupferstreifen benötigt man oft Brücken oder Drähte, 
mit denen man quer zum Kupferstreifen verlaufende Verbindungen herstellt. 
Die brauchen viel Platz, daher sind diese Platinen nur für einfache 
Schaltungen geeignet. Für 230V~ gibt es Platinen mit 5mm Rasterabstand.

Bei Lochrasterplatinen mit Lötaugen lötet man erst ganz normal die Bauteile 
ein und schneidet die Drähte ab, und setzt dann mit nicht zu heissem 
Lötkolben auf jedes Lötpad auf dem Weg der zukünftigen Leiterbahn einen 
Hügel aus viel Lötzinn und 'schleppt' ihn zum vorherigen Pad. Dann lässt 
man ihn erkalten, bevor man den nächten Pad angeht. So bekommt man 
schnell ansehnliche Lochrasterplatinen. Das Umbiegen der Anschlussdrähte 
der Bauteile sollte man vermeiden, da damit späteres Auslöten erschwert 
wird. Extra Kupferdraht ist unnötig. Das dicke Lötzinn ist leitfähig genug.

Und dann gibt es noch die Lochrasterplatinen, die mit Kupferstreifen die 
Verbindungen der Experimentierbretter (5 quer, 2 längs) nachahmen. Da lötet 
man de Bauteile und Drähte so drauf, wie man sie im Experimentierbrett 
stecken hatte :-) als wilder Verhau.

 http://www.elexs.de/loet1.htm
 http://www.epemag.wimborne.co.uk/solderpix.htm
 http://www.ee.upenn.edu/rca/funstuff/soldering/soldering.html
 http://wwwbode.cs.tum.edu/~acher/bga/index.html
 http://www.seattlerobotics.org/encoder/200006/oven_art.htm

Bei SMD ICs wird die Verarbeitung kritisch. Verwende viel Flussmittel (aus 
einem Flussmittelstift oder Kolophonium in Spiritus, kein Lötfett), die Platine 
sollte beim Löten nass sein, dann lassen sich ICs mit einer Lötspitze mit 
Hohlkehle (z.B. Micro Wave für 15 EUR von Ersa) einlöten. Im Prinzip hängt 
dabei ein Löttropfen an der Lötspitze, mit dem man über die IC-Pins rollt. 
Platine mit Beinchenreihe 60 Grad senkrecht stellen, Lötkolbenspitze mit 
Lötzinntropfen ca. 45 Grad von oben auf die oberen Beinchen halten, nach 
unten rollen. Platine um 90 Grad drehen und die anderen Beinchenreihen 
verarzten. Die Schwerkaft hilft dabei. 

Das extra Flussmittel verhindert, das das Lötzinn zwischen den Pins hängen 
bleibt. Passiert das doch, probiert man es nochmal mit mehr Flussmittel, 
sonst muss man es mit Entlötlitze und Flussmittel wieder entfernen. Bei 
1.27mm Pinabstand geht das, aber bei 0.5mm kaum noch.

Man kann auch zuerst die Pads durch drüberrollen mit einer Lötzinnkugel 
dick verzinnen, dann das Bauteil plazieren und an 2 Ecken je einen Pin 
anlöten, alles mit Flussmittel einstreichen und per Heissluft löten. Dabei 
den IC, nicht die einzelnen Pins herunterdrücken.

 http://www.geocities.com/hennichodernich/cypress.jpg (auf Lochraster gefädelter TQPF)

SMD Lötpaste braucht man nicht, da einem sowieso die Möglichkeit fehlt, diese 
in exakter Menge aufzubringen. Wenn man bei http://www.pcb-pool.de/ für 
100 EUR eine Schablone fertigen lässt, oder in eine 0.15mm Overheadprojektorfolie 
per CNC die Löcher bohrt, kann man mit einem Rakel (Fenstergummi) Lötpaste 
aufbringen und in einem handelsüblichen Mini-Grill Reflow-Löten:

 http://www.stencilsunlimited.com/ 

Eine rollverzinnte Leiterplatte ist hilfreich, aber mit dem Lötkolben Zinn 
aufbringen oder Glanzzinn bei 35-40 GradC (normalerweise 5g Zinn-II-Chlorid oder 
-Sulfat und 50g Thioharnstoff THS in schwefelsaurer Lösung (50g Batteriesäure) 
in 1l Wasser, Seno macht aber was anderes, Sn-II-Cl in NaOH geht ab 60GradC 
auch) bringt meist mehr Ärger als Nutzen. Auf jeden Fall Glanzzinn sofort mit 
heissem Wasser gründlich abwaschen und mit einem festen Tuch blank polieren.

Halbindustriell kann man im Tauchbad löten. Eine flache Schale aus Alu oder 
Eisen auf einer Herdplatte oder ähnlichen Heizquelle, gefüllt mit Lötzinn dessen 
Oxidschicht vor dem Löten per Rakel zur Seite geschoben wird, in die man die 
mit Schaumfluxer / Flussmittel besprühten lötstopplack-beschichteten Platinen 
waagerecht mit einem Halter (aus Alu) ein paar Sekunden eintaucht, und alle 
Lötstellen sind auf ein Mal verlötet. Ein Eigenbau ist nicht schlechter als teure 
kommerzielle Lösungen, das professionellste ist dabei das 220-250 GradC 
Thermostat.

Dann hat man auch eine Maschine, die Bauelemente aus einem Gurt im gewünschten 
Raster biegt und die Drähte passend abschneidet. Seitenschneider ade.

Wer einen SMD-IC einlöten muss, kann das Angebot von CHIP KING bei eBay 
("OUTSOURCING-INDUSTRIE-AUFTRAG-FERTIGUNGSDIENSTLEISTER ! 
1. KLASSE SMD - HANDLÖTEN unterm MIKROSKOP!" Anbietername cofel) Ernst nehmen, 
und sich für 1 EUR den Chip auf eine Platine pappen lassen.
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F.4.1. Entlöten

Die Entlötfederpumpen sind eine Qual (muss möglichst schwer sein und so 
dicht, das der Kolben bei zugehaltener Spitze mehr als 10 Sekunden braucht 
um zurückzulaufen), und einen Entlötkolben mit Vakuumpumpe wird man 
nicht haben. 2-beinige Bauteile gehen raus, in dem man erst die eine Lötstelle 
heiss macht und den Draht rauszieht, dann die andere. Bei 3-beinigen muss 
man ihn reihum in Schritten rauskanten. Bei DIL-ICs auf einseitigen 
Leiterplatten entfernt man zunächst mit Entlötlitze das alte Zinn (es gibt 
schlecht funktionierende Entlötlitze: mit extra Flussmittel tränken), wackelt 
dann mit der Pinzette an jedem Beinchen, um es vom Rand zu lösen, und zieht 
den IC dann raus. Wenn bei durchkontaktierten Leiterplatten die Löcher gross 
genug sind, kann man eine Spritzennadel über den Pin durch das Loch in das 
heisse Zinn stecken und die Pins damit einzeln blosslegen. Bei 
durchkontaktierten Leiterplatten mit zu kleinen Löchern siehe SMD Vielbeiner. 
Von Ersa & Weller gibt es für bestimmte Lötkolben Lötspitzen, mit denen sich 
alle 16 oder 28 Pins eine DIL-ICs gleichzeitig erhitzen lassen. Die sind aber 
umständlich, weil man den Lötkolben senkrecht in einen Schraubstock 
spannen muss, die Lötspitze aufheizen lassen muss, und dann die IC-Beinchen 
der Platine in die Rillen der Lötspitze halten muss. Da feilt man sich doch 
lieber aus Alu einen Block mit Rillen passend zum jeweils auszulötenden IC, 
den man mit einer Gasflamme oder elektrisch erhitzt. Sooo high-tech ist Löten 
ja nun auch nicht, als das es bei den Preisen nicht auch ein Provisorium täte, 
vor Allem wenn man es nur seltenst braucht.

 http://www.epemag.wimborne.co.uk/desolderpix.htm

Bei SMD mit 2 Anschlüssen nimmt man am besten 2 Lötkolben als Pinzette
(Achtung: Das Bauteil schnell wieder abschütteln, es ist dann weg), sind die 
Spitzen breit genug reicht das auch für Grössere. Bei Vielbeinigen fangen die 
Probleme an: Entlöten geht leicht, wenn man ENTWEDER das Bauteil ODER 
die Platine retten will. Platine retten: Pins mit Minitrennscheibe am Bauteil 
absägen und mit Lötkolben Platine saubermachen. Bauteil retten: Platine von 
unten mit Heissluft (oder auf Ceran Herdplatte) heiss machen, Bauteile mit 
Pinzette abheben. Schwierig wird es, wenn man beides bewahren will :-)  Ein 
Verbiegen der Pins verhindert ein späteres Einlöten, die Pins brechen beim 
Zurückbiegen meist ab. Jeder hat da so seine eigene Methode, abhängig vom 
Werkzeug, das zur Verfügung steht. Letztlich gibt es Entlötspitzen für alles 
ausser BGAs, und natürlich hat es einen Grund, das die Industrie bei SMD 
meist komplette Platinen tauscht.

BGA Sockel: http://www.ironwoodelectronics.com/ (vorher hinsetzen)

*-----
F.4.2. Crimpen

Quetschverbindungen sind elektrisch gesehen besser als Löten, weil der 
Kontakt direkt, ohne Lötzinn dazwischen erfolgt. Aber die Quetschverbindung 
muss *gasdicht* sein. Die 'isolierten Kabelschuhe' für's Auto mit Blechzange 
für 2.50 EUR im Baumarkt sind das nicht und daher der programmierte 
Wackelkontakt. Aber die klassischen 'unisolierten Kabelschuhe' von AMP, 
Pfostenstecker, BNC oder Telefon- und Netzwerkstecker funktionieren 
hervorragend, *wenn* man die passende Crimpzange verwendet. Leider 
werden diese Zangen unverschämt teuer verkauft. Eine komplette Zange mit 
Griff und Einsatz für 'unisolierte Kabelschuhe' gibt es unter EWZ230C für 
20,67 EUR bei http://www.elpro.org/, einen Einsatz für BNC unter 262162 für 
9.95 EUR bei http://www.westfalia.de/ und http://www.reichelt.de/ hat für
29.95 EUR die Zange für PSK-Kontakte. Für Flachbandkabelpfostenstecker 
u.ä. tut es ein Schraubstock, Aderendhülsen werden beim Festschrauben eh 
gequetscht. Bleibt RJ11 Telefon und RJ45 Netzwerkkabel, für die es billige 
Plastikzangen gibt.

Die Unterschiede zwischen 50 Ohm und 75 Ohm BNC-Steckern sind kleiner als
gedacht: http://www.amphenolrf.com/products/bnc.asp

Wenn kommerzielle Crimpzangen exorbitant teuer sein sollten, ebenso wenn
sie für die industrielle Fertigung zu unbequem sind, besteht natürlich immer
die Möglichkeit, einen Einsatz für eine der normalen Crimpzangen oder einen
Automaten oder Schraubstock selber anzufertigen. Es gibt nicht umsonst 
den Beruf des Werkzeugmachers, was zeigt, das man Werkzeuge auch selber
machen kann und nicht zu Wucherpreisen kaufen muss.

*-----
F.4.3. Steckerbelegungen

 http://www.elv-downloads.de/downloads/journal/steckverbinder-1003.pdf
 http://www.pitts-electronics-home.de/electron/steckver.htm
 http://www.hardwarebook.org/

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F.5. Software zur Erstellung von Schaltplänen und Layoutvorlagen

Von: MaWin 17.7.2000

Schaltzeichen

 http://www.pitts-electronics-home.de/electron/schztbl.htm

Es gibt ausreichend viel Software gratis, wenn auch die Einschränkungen der 
Demoversionen oft weh tun (das sollen sie ja, sie sollen zum Kauf animieren,
aber wenn schon die limitierte Demo unzumutbar oft abstürzt, wie bei Protel 
98, Target 2001 oder Eagle 4.0 ist das natürlich nicht besonders werbewirksam).
Aber es ist nicht notwendig, sich ein billiges und übersimples Programm wie 
Sprint Layout von http://www.abacom-online.de/ zu kaufen. Dennoch wirst du 
bei JEDEM Layoutprogramm feststellen, das schon für die erste Schaltung ein 
Bauteil in der Library fehlt. Man malt es sich halt selber. Ebenso normal ist 
die 'gewöhnungsbedürftige' Bedienung. Für Eagle findet man weitere 
Bibliotheken bei http://www.cadsoft.de/, und wer Eagle unter Windows NT 
verwenden will sollte im Control Panel unter Options des User interface Always 
vector font einschalten

 http://www.terrypin.dial.pipex.com/ECADList.html

 http://www.cadsoft.de/ (Eagle Light - 80x100mm max)
 news:news.cadsoft.de/eagle.support.ger
 http://www.matwei.de/ (Eagle->POVray ULP)
 http://www.ibfriedrich.com/ (Target 3001 Demo - 100 Pins, Zeitlimit.)
 http://www.kov.com/ http://www.autotraxeda.com/ (NT 3.5, 2000, XP erforderlich, free copy)
 http://groups.yahoo.com/group/autotrax/
 http://www.pulsonix.com/
 http://www.protel.com/ (30 Tage trial, unlimited old Easytrax DOS version)
 http://www.bartels.de/ (BAE Linux Demo)
 http://www.bercher-und-partner.de/ (CADdy)
 http://www.geda.seul.org/ (Schaltplan Linux)
 http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/ (Mac)
 ftp://iut-tice.ujf-grenoble.fr/cao/kicad/ (Windows)
 http://www.freepcb.com/
 http://www.klkl.de/PCBWarrior/index.html (Mac)
 http://www.vutrax.co.uk/ http://www.protonique.com/vutrax/ (demo 256 pin limit)
 http://www.redac.co.uk/ CadStar
 http://www.orcad.com/
 http://www.pcb123.com/ (free)
 http://www.microcode.com/ CircuitMaker 2000 (limited demo)
 http://www.acceltech.com/ P-Cad 2004 (free trial)
 http://www.merco.nl/ PCB Elegance (limited demo)
 http://www.holophase.com/ CirCad (limited demo)
 http://www.douglas.com/ Layout (free version)
 http://www.mccad.com/ (limited demo)
 http://www.dde-eda.com/ (limited demo)
 http://www.pads.com/ http://www.mentor.com/products/pcb/pads/ Mentor PADS PowerPCB
 http://www.waldherr.com/ (limited demo)
 http://www.niche.co.uk/ PCB Designer
 http://www.winqcad.com/ (limited demo)
 http://www.tsien.info/ BoardMaker3
 http://pcb.sourceforge.net/ (open source)
 http://www.advancedmsinc.com/ Circuit Creator
 http://www.capilano.com/
 http://www.swcp.com/~jchavez/osmond.html Osmond PCB
 http://www.baas.nl/ LAY01
 http://b.urbani.free.fr/ TCL
 http://www.csieda.com/ 
 http://www.islandlogix.com/ VisualEDA
 http://www.ultiboard.com/ (limited demo)
 http://www.numberone.com/ EasyPCB
 http://www.seetrax.co.uk/ Ranger (limited demo)
 http://www.labcenter.co.uk/ Proteus PCB Design (limited demo)
 http://www.cad-design.com/ RF
 http://www.abacom-online.de/ (Sprint Layout)
 http://www.cadint.com/ (30 Tage trial mit limitierten Bibliotheken)
 http://www.lis.inpg.fr/realise_au_lis/kicad/ (GLP open source)
 http://www.umstec.com/MerliPCB2.html (kostenloses CorelDraw add-on)
 http://www.freepcb.com/ (open source)
 http://tinycad.sourceforge.net/ (open source Schaltplaneditor)
 http://www.diptrace.com/

Wer glaubt, das er zum Verteilen von Bauelementen auf einer Lochrasterplatine 
ein Computerprogramm wie http://www.geocities.com/stripboarddesigner oder 
LochMaster von http://www.abacom-online.de/ benötigt, sollte sich ein anderes 
Hobby suchen. Der einzige Grund, warum man sich mit einem umständlichen 
CAD-Programm statt einer schnellen Handskizze beschäftigt, besteht in der 
Erzeugung eines sauber gezeichneten Leiterbahnbildes. Eben genau dieses ist bei 
Lochrasterplatinen / Streifenplatinen schon fertig.

Von: Oliver Bartels 25.8.2001

> Aber wenn der Hobbymensch mit 100 * 160mm Eurokarte auskommt, 
> darf ich daran erinnern, dass wir gerade auf vielfache Nachfrage seitens 
> dieses Forums eine unter 100 Euro Version des BAE eingeführt haben,
> und kostenlosen Schaltplaneditor gibt's auch: http://www.bartels.de/

Was? BAE für 100 EUR ???! Na das ist ja interessant...

Ich habe vor etlichen Jahren (fünf vielleicht) mit BAE gearbeitet - 3.2 war 
damals glaube ich angesagt. War insgesamt ein sehr schönes System, stabil, 
guter Autorouter - aber die Bedienung... Bezeichnend war damals, daß das 
Handbuch für die User-Language doppelt so dick war wie das BAE-Handbuch. 
Und einfach zu bedienen wars nicht - durch die extreme Flexibilität hatte man 
ja auch die Möglichkeit, beliebig viel falsch zu machen. Wettgemacht hat das 
Ganze aber der sagenhaft gute Telefonsupport - typischwerweise telefonierte 
man mit jemandem, schilderte ein Problem (..."ich glaube, sowas habe ich 
schonmal irgendwann programmiert - mal suchen") - und am Nachmittag war die
Lösung als user-language-code da. Wirklich klasse. Wenn ich daran denke, wie 
grauenhaft schlecht der Support von Viewlogic war (und was ich von Mentor 
kenne, ist auch nicht besser). Aber wehe, man hatte den BAE mal ein paar 
Monate nicht mehr benutzt - dann war man schon wieder draußen.

Ich erinnere mich noch, wie die erste Windows-Version rauskam: Was für eine 
Enttäuschung: Nix mit File->new, sondern einfach die alte BAE-Menüstruktur 
in Windows gepackt, die natürlich überhaupt nicht dazu gepaßt hat. Damals 
war BAE wirklich gut, wenn man ständig damit gearbeitet hat, extrem mächtig 
und sehr flexibel. Aber definitiv nichts für Gelegenheitsbenutzer.
Ich frage mich, wie sich das geändert hat - von irgendwem (Vertrieb ?) habe 
ich gehört, daß das vor allem am Chef läge, dem saubere Programm- und 
Datenstrukturen und leistungsfähige Autorouter-Algorithmen wichtig wären, 
aber Benutzerfreundlichkeit...

Überhaupt habe ich mich schon immer gefragt, wie Ihr eigentlich Geld 
verdienen könnt. Ich lese regelmäßig alle möglichen Elektronikzeitschriften, 
aber ich habe noch keine einzige Werbung für BAE gesehen ! Sicher, der 
Router ist auch in anderen Systemen drin, aber wenn man Werbung von anderen 
Programmen sah, war das meistens auch irgendwas shape-based oder so (und das 
ist BAE definitiv nicht). Das kann ja fast nur durch Mund-zu-Mund-Propaganda 
funktionieren!

Aber wenn BAE in der Bedienerführung und Dokumentation nicht massiv besser 
geworden ist, wird ein Hobby-User seine liebe Not mit dem Programm haben, 
könnte ich mir vorstellen ! Andererseits, wenn jemand sich wirklich 
interessiert und sich einarbeitet, bekommt er für 100 EUR viel fürs Geld !

*-----
F.5.1. Schaltungssimulation

> Welche Schaltungssimulationsprogramme kann man empfehlen ?

Spice ist DER Standard zur Simulation elektronischer Schaltungen. Die aktuelle 
Version 3f5 gibt es im Quellcode gratis, verbesserte Versionen wie PSpice 
(kann Analog und Digital, also mixed-mode) kosten Geld. Aber es gibt 
Stolperfallen, nicht bloss das man in jeder Schaltung ein GROUND vergisst:

sci.electronics.cad "Spice 3F5 and transistor bug on Linux" von Charles 
Williams news:C.D.H.Williams-2103021613440001@cw-mac.ex.ac.uk

OK, ich hab' den Übeltäter: statt '.END' muss es '.end' heissen! Hätte ich die 
Beispiele vorher gesehen wäre das wohl nicht passiert. Bemerkenswert: Thomas' 
SPICE3f5 frißt die Großschreibung, meins nicht (ich hatte Doku von 2G6 und 
PSPICE in der alles großgeschrieben war).

 .model LED D (Is=2.27n Rs=0.25 N=6.79 Cjo=42p)

 http://www.linear.com/company/software.jsp (LTSpice, SwitcherCAD III) 

http://groups.yahoo.com/group/LTspice
 http://www.gnu.org/software/gnucap/
 http://www.ibiblio.org/pub/Linux/apps/circuits/spice3f5sfix.tar.gz
 http://www.geda.seul.org/tools/ngspice/index.html 

http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=38962
 http://www.pspice.com/ http://www.orcadpcb.com/ http://www.orcad.com/
 http://www.aboutspice.com/
 http://fides.fe.uni-lj.si/spice/
 http://bwrc.eecs.berkeley.edu/Classes/IcBook/SPICE/ (the original site, eher lachhaft)
 http://newton.ex.ac.uk/teaching/CDHW/Electronics2/userguide
 http://www.tu-harburg.de/et1/emv/et1kb/download.html
 http://www.anasoft.co.uk/
 http://www.macinit.com/ (Spice Frontend fuer Macintosh)
 http://www.kemet.com/ (Kemet Spice Simulation Software Modeling the frequency behavior of 

aluminum, ceramic, and tantalum, surface mount capacitors manufactured by KEMET Electronics)
 http://www.labcenter.co.uk/ (Proteus)
 http://www.intusoft.com/demos.htm (ICAP)
 http://www.digital-simulator.de/
 http://www.altera.com/products/software/products/quartus2web/sof-quarwebmain.html

und Tina6, CircuitMaker2000, SuperSpice, VisualSpice, MicroCap7, MultiSim, SpiceA/D, 
SpiceCreator, AimSpice, Edison, Simetrix, Aplac, Target3001 ...

*-----
F.5.2. Taschenrechner

Obwohl OffTopic, kommt oft die Frage: Soll ich einen Taschenrechner von 
Hewlett Packard mit UPN (umgekehrte polnische Notation, also 3 Enter 4 + 
statt 3 + 4 = ) Eingabe nehmen oder einen 'normalen' von Texas 
Instruments (http://www.ticalc.org/) oder einem der anderen Hersteller ? 
Diese Frage hat der Markt entschieden. HP stellt keine Taschenrechner 
mehr her. Die ACO Division ist nach 10 Jahren Untätigkeit pleite: 
http://www.hpcalc.org/goodbyeaco.php

Und nicht mal eine Pleite währt ewig: http://www.calcsandmore.com/ 

Der HP28 hat ein zugeschweisstes Gehäuse (Plastikzapfen unter der
Alufront) das man zu Reparaturzwecken kaum zerstörungsfrei aufbekommt.

*-----
F.5.3. VCC & Co.

> Was bedeuten die Bezeichnungen VCC, VDD, ...

 VC = ist bekanntermassen die Spannung am Collektor eines bipolaren Transistors
 VBE = Spannung zwischen Basis und Emitter bei Bipolartransistoren
 VCE = Spannung zwischen Collektor und Emitter bei Bipolartransistoren
 VCEsat = Spannung zwischen C und E im Sättigungszustand des Transistors
 VCC = Pluralbildung: Spannung an den Collektoren, bei bipolaren ICs positive 
         Versorgungsspannung
 VE = Spannung am Emitter
 VEE = Spannung an den Emittern, negative Versorgungsspannung z.B. bei ECL ICs.
 VB = Spannung an der Basis
 VBB = NICHT Spannung an zusammengeschalteten Basisanschlüssen, siehe unten
 VD = Spannung am Drain eines MOSFETs
 VDS = Spannung zwischen Drain und Source bei MOSFETs
 VGS = Spannung zwischen Gate und Source bei MOSFETs
 VDD = positive Versorgungsspannung von MOS Schaltkreisen
          die Stelle an der viele Drains der NMOSFETs hängen
 VS = Spannung am Source
 VSS = negative Versorgungsspannung von MOS Schaltkreisen, oft identisch mit GND
 VG = Spannung am Gate
 VBB = Verbindung der Bulks (Wannen) der MOSFETs, meist -5V
 VPP = Spannungsdifferenz zwischen positiver und negativer Spitzenspannung (Peak to Peak), 

aber auch Programmierspannung bei (E)EPROMs
 VTT = Verbindung der Abschlusswiderstände (Terminatoren)
 VREF = Referenzspannung
 VBAT = Batteriespannung
 VIN = Eingangsspannung
 VOUT = Ausgangsspannung (oft verbunden mit VIN :-)
 und hundert weitere, denkt euch selber einen aus :-)

Das Problem bei der Sache: Das sind bloss NAMEN. Ob man VCC und VDD 
miteinander verbinden darf, hängt von der Schaltung ab. Und ebenso, ob man
VCC des einen und VCC eines anderen Chips miteinander verbinden soll.
Insofern ist Platinenlayoutsoftware, die gleichnamige Power-Anschlüsse
automatisch miteinander verbindet, obwohl auf den ersten Blick bequem, 
eigentlich Unfug. Und sogar unbrauchbar, wenn sie das erzwingt.

 http://www-s.ti.com/sc/psheets/szza036b/szza036b.pdf

*-----
F.6. Herstellung von Leiterplatten

Von: MaWin 17.7.2000

Als Bastler, der i.A. eine Schaltung nur ein Mal aufbaut, stellt sich zuerst 
die Frage, ob überhaupt eine geätzte Leiterplatte benötigt wird. Gerade 
Anfänger investieren oft besonders viel Mühe in eine möglichst perfekte 
Platine, bevor sie ihre Schaltung überhaupt das erste Mal ausprobiert 
haben. Später siegt oft der Pragmatismus und die Lochrasterplatine.

Zum Ausprobieren einer Schaltung mit bedrahteten Bauelementen eignen sich 
Experimentiersteckbretter (Labor-Steckboards, Experimentierboard, Breadboard, 
Protoboard, von http://www.conelek.de/, http://www.pollin.de/ und 
http://www.elv.de/ , z.B. 68-172-58). Solange man keine zu dicken Drähte 
einsteckt halten sie sehr lange, ansonsten neigen sie zu Kontaktproblemen. 
Bei Kontaktproblemen kann man aus einem kleinen Experimentierboard die 
Metallkontaktstreifen herausnehmen und die defekten im grossen Board damit 
ersetzen.

Kleine Schaltungen lassen sich fliegend verdrahten, auf ein Brett mit 
blanken Reisszwecken als Lötstützpunkte als Brettschaltung montieren, 
oder auf einer Lochrasterplatine aufbauen.

 http://www.geocities.com/mwinterhoff/lochrast.htm

Oder man verwendet eine kupferbeschichtete Leiterplatte als Massefläche, 
lötet dann alle mit Masse zu verbindenden Bauteileanschlüsse darauf fest, 
biegt die anderen hoch und bringt die restlichen Bauteile fliegend 
dazwischen an (Dead Bug Methode). Das eignet sich gut für Schaltungen die 
im Steckbrett nicht besonders gut funktionieren, wie Schaltregler oder Hf. 

Siehe http://www.analog.com/ suche Power_sect8.pdf (PROTOTYPING TECHNIQUES)

Wenn man allerdings eine Schaltung dauerhaft aufbauen will, übersehen die 
meisten Bastler die Notwendigkeit eines soliden mechanischen Aufbaus. Bei 
Netzspannung führenden Teilen ist ein perfekter Aufbau Pflicht ! So ein 
Gerät muss auch nach mehrmaligem Runterfallen noch elektrisch sicher sein !

Wenn man also eine geätzte Leiterplatte benötigt, stellt sich die Frage, 
ob nicht eine Einseitige reicht, wie sie die Industrie aus Kostengründen 
in praktisch allen Consumer-Geräten (Fernseher etc.) verwendet, auch in 
Mischbestückung bedrahtet (oben) und SMD (Unterseite), oder ob es eine 
Doppelseitige sein muss. Multilayer kann man sowieso nur (200 EUR teuer) 
herstellen lassen (http://www.pcb-pool.com/). Für SMD auf Lochraster gibt 
es 'Mini-Mount' Adapterplatinen (siehe auch bei http://www.elv.de), man 
kann solche Adapter aber auch bei PCB-Pool oder so herstellen lassen, das 
ist oft billiger.

Es lohnt sich auf jeden Fall, so lange am Layout herumzuzeichnen und 
Drahtbrücken zu setzen, bis eine einseitige Platine möglich wird, denn das 
sogenannte Durchkontaktieren ist für Bastler nervend. Da lohnt sich jede Zeit, 
die man vorher in ein gutes Layout investiert. Ein Autorouter wird kein gutes 
Layout erzeugen, kann einem als restartbarer Router aber helfen. 

Wenn man recht viele Leiterbahnen auf der Unterseite unterbringen kann und nur 
noch ganz wenige auf der Oberseite hat, die allerdings kreuz und quer verlaufen 
und daher für Brücken ungeeignet sind, kann man auch Fädeln, d.h eine 
einseitige Platine herstellen und die restlichen Verbindungen mit Kupferlack-, 
Wire-Wrap- oder 'Patch'-Draht herstellen. Der Vero-Fädelstift 532620 ist bei 
Conrad allerdings inzwischen verboten teuer, als Draht tut es jeder lötbare 
0.2mm Kupferlackdraht. Das komplette Fädeln einer komplexen Platine ist auch 
möglich, man kann damit sogar Boards realisieren die mehreren Lagen Multilayer 
entsprechen, aber es ist SEHR fehleranfällig, ebenso wie Wire-Wrap, das zu dem 
recht teure Gerätschaften (Farnell, Seltronics) erfordert. Elektrisch sind beide 
Methoden aber einwandfrei, solange es nicht um wirklich hohe Ströme oder 
Spannungen geht. Und man kann immer versuchen, die Stromversorgung und weitere 
einfache Verbindungen auf eine einseitige Platine zu ätzen und nur die 
verbleibenden Verbindungen fädeln.

Ist das Layout einfach genug und erlaubt breite Leiterbahnen und grosse 
Abstände, kann man es mit einem Edding 2104 / 400 / 3000 direkt auf die 
blankgescheuerte oder mit Metallputzmittel (Sidolin) oder Salzsäure (auf
Lappen, Nase zuhalten, Lappen danach wegschmeissen, Platine wässern) 
geputze Kupferseite einer bereits gebohrten Hartpapierplatine malen, die 
Platine in einen Beutel mit Eisen-III-chlorid-Lösung stecken (nach Anleitung 
auf der Packung ansetzen bei 40-70 Grad, üblich sind 800g der gelben Brocken
aus Eisen-III-chlorid-Hexahydrat mit einem Anteil von 56% Eisen-III-Chlorid 
in 1 Liter Wasser, was eine 25%ige noch nicht so stark schäumende Lösung 
ergibt, höhere Konzentration sind für Schaumätzanlagen sinnvoll) und hat 
nach einigen Minuten Schwenken seine fertige Platine.

Einseitige Layouts mit nicht zu dünnen Leiterbahnen und ausreichenden 
Abständen (alles >1mm, also nicht durch IC-Pins) kann man mit Laserdrucker 
oder Kopierer auch auf dünnem Zeitschriftenpapier (der Spiegel) drucken 
und mit einem Bügeleisen oder besser einer Heisspresse (T-Shirt Aufdrucke) 
oder einem Laminator auf eine blankgescheuerte oder mit Sidolin 
Metallputzmittel oder Salzsäure geputzte Platine übertragen (Die teure 
Spezialfolie TEC200 hat sich nicht bewährt). Das Papier löst sich in Wasser 
auf, der Toner bleibt als Schutzlack. Misslungene Platinen kann man mit 
Aceton wieder reinigen.

 http://myweb.cableone.net/wheedal/pcb.htm

Muss man den fotografischen Weg gehen, benötigt man zuerst eine Vorlage.
Jahrzehntelang war es industriell üblich, mit Abrubbelsymbolen und 
Kreppbändern, meist im Massstab 1:2, auf Folie ein Layout zu zeichnen, die 
Erklärung spar ich mir hier aber.

Man nimmt besser ein Layoutprogramm, einen Laser oder Tintenstrahldrucker 
und geeignete Folien. Schwer zu empfehlen ist für Laserdrucker die Zweckform 
Avery Folie #3491 "Laser-Folien für die Druckformerstellung" (100 Blatt im 
Bürobedarf, für 30 EUR bei SMA 08024 641343). Schwarz ist da im Auflicht 
sattschwarz, in Durchsicht dunkelgrau, ergibt also genau dieselbe Deckung wie 
auf Papier. Nur der Träger ist halt transparent. Niemand käme nun auf die Idee, 
beim Belichten noch ein unbedrucktes weisses Blatt dazwischenzulegen. Das 
wäre dann identisch mit dem Druck der Vorlage auf Papier statt Folie. Für 
Tintendrucker nimmt man die vom Druckerhersteller empfohlenen InkJet-Folien, 
eventuell 2 mal bedrucken (Achtung: Für Epson gibt es Folien mit 
'Abstandshaltern', die sind unbrauchbar), oder Zweckform Avery #2502/#2503 
z.B. von Reichelt. Gute Vorlagen kann man per Photoplot auch bei einer 
örtlichen Druckerei erstellen lassen (DIN A4 ca. 10 EUR)
http://so-pbdl.de/leiterplattenfilme.htm, die sind dann wirklich lichtdicht 
und erlauben einen grösseren Belichtungsspielraum als die halbtransparenten 
selbstgedruckten. Etwas schwärzer wird's mit Tonerverdichter 
http://www.huber-troisdorf.com/sites/produkte/repro/09.html

Wenn man auf oberflächenglattes Transparentpapier oder Kopiererpapier druckt, 
sollte man nur Sorten ohne optischen Aufheller verwenden, da sonst das mühsam 
erzeugte UV-Licht sinnlos verpufft. Wegen dem hohen Reflexionsgrad bei diesen 
Materialien hat man sowieso schon merklich erhöhte Belichtungszeiten (ca. x 4), 
insbesondere wenn man keinen Belichtungskasten verwendet (im Kasten würde 
reflektiertes Licht wieder zurückreflektiert werden, bis es durch die Vorlage 
hindurchkommt, wenn man nur eine Glühlampe über die Vorlage hängt kommt 
reflektiertes Licht ja nicht wieder). Klare OHP-Folien führen meist zu 
Haarrissen. Das Aufeinanderlegen von 2 Folien geht nur für anspruchslose 
Layouts. Da die obere Folie ja nicht mit der bedruckten Seite direkt auf der 
Platine liegt, kann sie nur unscharf die Fehler der Unteren verdecken. Bedenkt, 
das die meisten Leute nur von EINEM Detail ihres Erfolges reden, z.B. "hey, bei 
mir geht Papier sehr gut in 1 Minute" und dabei den Rest vergessen "aber ich 
habe eine professionelle Siebdruckbelichtungsanlage". Fragen wie 'wie lange 
belichtet ihr' sind daher sinnlos. Es müsste die ganze Apparatur beschrieben 
werden, damit man mit der Antwort was anfangen kann, und keine 2 Leute haben 
wohl alles (Aufbau, Platinenmaterial, Konzentration, Lampenalter, Temperatur) 
identisch vor sich. Die Belichtungsreihe ist die EINZIGE Methode, die richtige 
Belichtungszeit zu ermitteln. Und wenn dann beim nächsten Mal der Entwickler 
nicht 25 GradC sondern nur noch 20 GradC hat, muss man sich nicht wundern, 
wenn kein ordentliches Ergebnis bei rauskommt.

Man braucht: Eine Platine, die man in zig 2 x 2 cm kleine Stücke schneidet, 
eine Belichtungsvorlage und eine Eieruhr. Man schreibt auf die Rückseite des 
1. Stücks eine 1, legt sie exakt 1 Minute im Belichter auf die Vorlage, legt 
sie dann exakt 1 Minute in den korrekt konzentrierten Entwickler (mit 
Badbewegung bzw. Pinsel), und wirft sie dann in das Ätzbad. Die Platine 2 kommt 
2 Minuten ins UV-Licht, dann 1 Minute in den Entwickler, dann ins Ätzbad. 
Platine 3 4 Minuten, Platine 4 satte 8 Minuten, Platine 5 16 Minuten belichten, 
Platine 6 32 Minuten, aber alle nur 1 Minute in den Entwickler. Je nach dem, 
welche Platine am besten geworden ist, probiert man noch einen Mittelwert (3 
Minuten oder je nach dem). Da man jedesmal auf die gleiche Art entwickelt hat, 
hat man nur einen freien Parameter (Belichtungszeit). Hätte man versucht, beim 
Entwicklen das Optimum herauszuholen, wäre die Probiererei ein Fass ohne 
Boden. Beim beschriebenen Verfahren muss man nur nach der besten Platine im 
Ätzbad suchen und kann sich später sogar den Ätztest zur Ermittlung der 
richtigen Entwicklungszeit sparen.

Man sollte als Platinenmaterial auf jeden Fall hellbraunes Hartpapier (FR1, 
FR2, http://www.db-electronic.com/tips/02_basismaterialtypen.html) nehmen, 
(dunkelbraunes hat oft schlechte Qualität), denn das kann man mit normalen 
HSS-Bohrern und Säge bearbeiten. Epoxy (FR4) wird in der Industrie nur 
verwendet, wenn chemisch durchkontaktiert werden muss, und das kann man als 
Hobbyist sowieso nicht (Anlage bei http://www.proma-technologie.com/ 
750 EUR). Man braucht es höchstens wegen der Festigkeit (Einsteckkarten). 
Dafür muss man Epoxy mit Hartmetallbohrern (Stück 2.42 EUR bei 
http://www.elpro.org/), in einer spielfreien Bohrmaschine mit Bohrständer (z.B. 
Proxxon Micromot40/E in MBS140, vergesst hier den fetten Bosch Bohrhammer 
im Wolfcraft Billigbohrständer) bohren, und kann sie nur mit Trennscheibe, 
Hartmetallsäge oder Schlagschere trennen. Die Glasfasern ruinieren normales 
Werkzeug sofort. 

Wenn man keine fertig beschichtete Ware kaufen will, sollte man es erst gar 
nicht mit Photopositivlack probieren, sondern blaue Photonegativ-Rollenware 
laminieren mit einem üblichen Bürolaminator wie PLG-5210, GBC1200, SSI10PAK, 
mit beheizten Rollen durch den die 1.5mm Platinen durchpassen. 
Die nicht-glänzende Schutzfolie auf der Innenseite (dorthin, wo sich die Folie 
zusammenrollt) abziehen (mit Tesa an der Ecke anheben). Bei Bungard kosten 25m 
43 EUR, a.seck@t-online.de bietet DIN A4. 15 Sekunden belichten, mit 
Natriumcarbonat entwicklen.

Hat man sein Layout erstellt und eine Vorlage gemacht, muss sie mit einer 
UV-Lampe auf die fotobeschichtete Platine kopiert werden. Ein paar 8-15 Watt 
Schwarzlicht-, Bräunungs- oder vor allem die BL350 Insektenkiller- 
Leuchtstoffröhren sind geeignet, wenn man sie in einem Kasten mit dünner 
Glasscheibe reinbaut (leerer Flachbettscanner :-) und an Drossel und Starter 
für 8W Leuchtstofflampen oder der Elektronik aus zerbrochener 
Energiesparlampe passender Wattzahl betreibt 
 8W Stabform Ø16mm: 150mA 56V Länge 294mm
 7W Doppelrohr Ø13mm: 175mA 47V Länge 112mm

oder an
               +-4u7/250V-150R/1W-+
  -+-220nF/X2--+-------|>|--------+--|>|--+
   |         +-(-------|>|--------+       |
 0.1uF/X2    | |     5*1N4007             8W
   |         | +-------|<|------+         |
  -+---------+---------|<|------+--22R/2W-+
             +-4u7/250V-150R/1W-+

Abstand der Röhren untereinander doppelt so gross wie von der Glasscheibe.
Dämpft die Glasscheibe zu viel UV ? Ausprobieren: UV-Lampe auf weisses
Papier oder T-Shirt mit optischem Aufheller strahlen lassen, verschiedene
Glasscheiben dazwischen, man sieht, welche stark und welche wenig dämpft.

 http://www.speedy-bl.com/UV.htm
 http://www.thelastinstance.de/elek/project01.phtml
 http://www.elektor.de/Default.aspx?tabid=27&year=2006&month=5&art=5550751&PN=On

Ein Gesichtsbräuner mit 4 UV-Röhren für 10 EUR vom Flohmarkt oder 30 EUR 
neu ist eine gute Wahl. Nitraphot/Vitalux (brennt schnell durch) und 
Quartzbrenner (hartes UV Licht, augenschädigend) sollte man meiden, eine 
1000W Fotoleuchte (ohne UV-Stop !) oder ein 500W Halogenstrahler aus dem 
Baumarkt (UV-stoppende Glasscheibe rausnehmen !) aus 30-40cm Entfernung 
geht notfalls besser, dauert aber länger (bis zu 30 Minuten). Die Sonne 
scheint in Deutschland bekanntlich kaum und vor allem nicht zuverlässig, 
und normale Glühlampen gehen nicht.

Schutzfolie von der Platine abziehen, die Vorlage (bedruckte Seite zur Platine) 
auf die Platine, eine dünne Glasscheibe drauf (Am besten wäre Quartzglas, das 
ist viel UV-durchlässiger als Fensterglas. Unbrauchbar sind teure Bilderrahmen 
deren Glas einen UV-Stop hat), und belichten. Die einzige Methode, um die 
richtige Belichtungszeit zu bestimmen, ist die oben angeführte Belichtungsreihe. 
Man KANN hier keine Angaben machen da jedes Platinenmaterial, jede Lampe, 
jede Folie, jede Glasscheibe anders sind. Aber so 1 Minute (Quartzhochdruck) 
bis  10 Minuten (UV Leuchtstoffröhren) sollte es dauern, bei Halogenlampen 
bis 30 Minuten. 

Ein doppelseitiges Belichtungsgerät für doppelseitige Platinen erspart Zeit und 
Ärger mit verrutschten Vorlagen. Ansonsten fertigt man durch Aufkleben von 2 
Platinenresten auf den beiden Folien eine Tasche, in die die zu belichtende 
Platine eingeschoben wird und belichtet zwei mal. Die Platine an 2 vorher 
gebohrten kleinen Löchern und passenden Marken auf der Vorlage auszurichten, 
ist im Halbdunkel beim Belichten nervig.

Die belichtete Platine kommt in den Entwickler (7g Natriumhydroxid in 1 Liter 
Wasser, bei Bungard-Platinen 20g NaOH/Liter, oder nach dem Aufdruck auf der 
Packung, die Lösung bitte jeden Tag neu ansetzen, sie hält sich nicht sondern 
verwandelt sich mit dem Kohlendioxyd aus der Luft in Natriumhydrogencarbonat. 
NaOH freier Entwickler ist nicht besser, auch er macht entgegen der Werbung 
Probleme bei falscher Zeit oder Konzentration, er verätzt nur die Augen nicht 
so. Bad bewegen (oder mit einem weichen Pinsel über die Platinenoberfläche 
streichen) bis die belichteten Stellen komplett frei sind. Wer zuvor eine 
Belichtungsreihe gemacht hat, entwickelt wieder genau so lange und kennt das 
Ergebnis. 

Wer keine Belichtungsreihe gemacht hat (ist selber schuld) MUSS einen Ätztest
machen. (Platine kurz in Ätzlösung, wenn nach 30 Sekunden unabgedeckte Stellen 
nicht rötlich werden (kristallines Kupfer) abwaschen und zurück in den 
Entwickler). Denn: Selbst wenn es so aussieht, als ob der Fotolack ab ist, man 
sieht es nicht. Es ist je nach Photoschicht verschieden, aber meist bildet sich 
beim Entwickeln violette Farbe und man kann violette Leiterbahnen erkennen. 
Aber fertig ist die Platine erst, wenn die auch verschwinden und die Platine 
'ganz leer' erscheint. Man sieht Leiterbahnen dann nur nach dem Herausnehmen 
im Auflicht leicht hellgelb schimmern. Dauerte das Entwickeln länger als 2 
Minuten, sollte man das nächste Mal länger belichten.

Alle Bedingungen (Platinenmaterial, Lampe, Abstand, Belichtungszeit, 
Glasplatte, Folie, Entwicklerkonzentration) MÜSSEN exakt gleich bleiben. Wer 
also jedesmal die Anlage neu nach Gutdünken aufbaut und den Entwickler mit dem 
Löffel abschätzt, muss sich über dauernde Probleme nicht wundern. Bekommt man 
anderes Platinenmaterial, muss man die Belichtungsreihe neu durchziehen. 
Insofern kann sich der Kauf von 'definiertem' Platinenmaterial (Bungard) lohnen.

Nach Angaben von Kontakt Chemie halten Photolacke je nach Temperatur maximal 
2 Jahre. Optimale Ergebnisse gibt es innerhalb der ersten 3 Monate, danach 
steigt die benötigte Belichtungsdauer.

Stimmte die Belichtung und die Entwicklung, sollte dem Ätzen nichts mehr im 
Wege stehen. Eisen-III-chlorid (500g/l, unkritisch, man verbraucht ca. 40g pro 
Europakartenseite) eignet sich gut als Ätzmittel in einer Fotoschale auf einer 
Warmhalteplatte bei 40-70 Grad (unkritisch) oder das Einmachglas (wenig 
Ätzmittel, zuschrauben, schütteln), und wird benötigt für Schaumätzanlagen 
(http://www.conrad.de/ 530018 nur einseitig Euro). Wegen Schaumbildung ist es 
aber nicht so gut für Blubberätzmaschinen geeignet. Natriumpersulfat (270g/l 
dest Wasser, kritisch) bei 40-50 Grad Ätztemperatur (kritisch) ist dafür die 
richtige Wahl, aber nicht besonders für die Fotoschale (zu wenig Bewegung). 
Blubberätzmaschine mit 150W Heizstab kostet 75 EUR bei 
http://www.saemann-aetztechnik.de/aetzanlagen/index.html, 120 EUR bei 
http://www.reichelt.de/, 200 EUR bei http://www.conrad.de/ und 
http://www.proma-technologie.com/ Gummis lösen sich aber auf wenn das Ding 
monatelang mit Ätzmittel rumsteht), 

 http://www.thelastinstance.de/elek/project06.phtml

Salzsäure/Wasserstoffperoxid (770ml Wasser, 220ml HCl 35%ig dazutun, 30ml H2O2 
30%ig dazutun, sehr kritisch, etwas verbrauchtes Ätzmittel als 'Katalysator' 
dazutun sonst startet der Ätzvorgang nur aus Zufall, hat man bis dahin mehr
H2O2 hinzugetan hauts einem das Zeug um die Ohren) eignet sich am Besten für 
eine Sprühätzanlage (Industrie). Da die Mischung korrosive Gase erzeugt und von 
alleine zerfällt, daher jedes Mal neu angesetzt werden muss, wobei das H2O2 
auch pur nicht lange lagerfähig ist, ist sie für Hobbyisten nicht zu empfehlen. 
Sie kann explodieren und hat so schon Leiterplattenfabriken das Dach vom Haus 
gesprengt. Der Hauptgrund, warum die das einsetzen, liegt in der verhältnismässig 
einfachen Kupferrückgewinnung, die sich als Hobbyist eh nicht lohnt. Verbrauch 
etwa 80ml pro Eurokarte. 

Schon mit Eisen-III-chlorid kommt man auf Ätzzeiten von unter 2 Minuten, 
wenn man den Prozess beherrscht und ausreichend schüttelt. Beherrscht man 
ihn nicht, macht aber das Umsteigen auf kritischere Lösungen keinen Sinn.

Verbrauchte Ätzlösung nicht ins Klo kippen (das legt eine feine Spur bis ins 
Klärwerk, in dem jemand sauer wird, weil ihm die Bakterien verrecken), sondern 
gratis beim Schadstoffmobil abgeben. Die Lösungen sind verbraucht, wenn das 
Ätzen deutlich länger dauert, aber Ammoniumpersulfat zerfällt auch von alleine 
(Umkristallisation, daher APS nicht kaufen). Eisen-III-chlorid kann man durch 
Zugabe von Salzsäure (35% techn.) eine Zeit lang auf demselben pH-Wert halten 
wobei sich ein Teil des Schlamms wieder löst.

 http://www.elv-downloads.de/downloads/platinenfolien/LEITERPLATTEN.PDF

Von: Uwe Bredemeier und Michael Linnemann 1999

> "Laser-Folien für die Druckformerstellung", Zweckform No. 3491. Gibts
> im hiesigen Büro-Fachhandel, ohne extra Bestellung oder so. Der
> 100er-Pack kostete meiner Erinnerung nach so um die 35 EUR, und
> funktioniert einwandfrei.

Ist das beste (und einzig taugliche) was mir bislang untergekommen ist. Ausser 
Satzbelichter oder Fotoplot natürlich. Bis zur Entdeckung dieser Folie habe 
ich die Layouts für Prototypen/Bastelprojekte geplottet. Allerdings ist auch 
das ein heikles Thema an dem ich lange herumgefeilt habe.

Ich habe über die Jahre immer mal verschiedene Folien mit Laser und
Tintenstrahldrucker getestet, war immer enttäuschend. Bei klarer (Overhead-) 
Folie im Laser scheinen Lichtbrechungen in der Folie das Problem zu sein, 
beim Tintendrucker eine Neigung zur Tropfenbildung. Besagte Folie, mattiertes 
Polyester, wird mit dem Laser schon mit Standardeinstellung vollständig 
undurchlässig. (Laserjet 4). Ein Test mit dem Tintenstrahler (Deskjet 850C) 
brachte ebenfalls ein erfreuliches Ergebnis. (Die Folie ist nicht für 
Tintendrucker geeignet, bei denen die Tinte nicht trocknet, sondern auf 
salzhaltigem Papier gerinnt, wie bei Epson).

Scannen und Drucken von Vorlagen aus Zeitungen ist problemlos möglich. 
Für die Belichtung ist die mattierte Folie kein Problem. Etwas länger halt. Das 
"spiegelverkehrt" gedruckt werden sollte ist doch wohl selbstverständlich?

Von: Oliver Betz 2000

Platinenbohrer: Hartmetall-Speerspitzbohrfräser (Bürklin 4.10 EUR) sind viel 
robuster als Wendelbohrer und auch freihändig (ohne Bohrständer) verwendbar. 
Sie machen aber auch unsaubrere Löcher. Eine Alternative könnten auch die 
HSS Platinenbohrer von www.RS-Components.de sein (suche nach "HSS Platine") 
mit einem Schaftdurchmesser von 2.4mm, sind aber mit 10,32 EUR sauteuer.

 Frage: 
   Welche Schritte sind zur Produktion einer Leiterplatte notwendig ?

 Antwort:
   1)  Kläre, was die Schaltung tun soll
   2)  Zeichne einen Schaltplan der das erfüllt
   3)  Klären die mechanischen Fragen
   4)  Wähle die Bauteilgehäuse aus
   5)  Kaufe ein Leiterplattenlayoutprogramm wenn du sie selber layouten willst
   6)  Beginne mit der Plazierung der Bauteile
   7)  Stelle fest, das sie nicht passen, und gehe zurück zu Schritt 3
   8)  Stelle Plazierung fertig
   9)  Beginne mit der Leiterbahnverlegung
   10) Stelle fest, das die Leiterbahnen nicht passen, und gehe zurück zu Schritt 3
   11) Stelle Leiterbahnverlegung fertig
   11) Prüfe das vorgeschlagene Layout
   12) Verwerfe größere Bereiche und gehe zurück zu Schritt 8
   13) Überpüfe die verbesserte Version
   14) Überprüfe sie nochmal
   15) Erstelle die Gerber-Datei und Bohrdaten
   16) Prüfe Gerber-Datei und Bohrdaten
   17) Schreibe eine README.TXT
   18) Archiviere Gerber-Daten, Bohrdaten und die README.TXT Datei in ein ZIP
   19) Hole Angebote von Leiterplattenherstellern ein
   20) Wähle einen Anbieter aus und sende ihm die Dateien
   21) Erhalte einen Anruf vom Leiterplattenhersteller in dem er dich auf einen Fehler 

hinweist
   22) Gehe zurück zu Schritt 11 und vergössere den Restring um Durchkontaktierungen
   23) Die Leiterplatte trifft ein
   24) Besorge die notwendigen Bauteile
   25) Stelle fest, das du den MOSFET im DPAK-Gehäuse nicht bekommst und gehe zurück zu 

Schritt 4
   26) Bestücke die Leiterplatte
   27) Lege die Versorgungsspannung an
   28) Wisch dir die verbrannten Bauteile aus dem Gesicht
   29) Ersetze die verbrannten Bauteile
   30) Lege die Versorgungsspannung diesmal richtig gepolt an
   31) Beginne mit der Fehlersuche
   32) Stelle fest, das es nicht nur Bauteilwerte sind, die den Fehler hervorrufen
   33) Gehe zurück zu Schritt 1
   34) Erstelle eine Bauteilliste für den Einkauf
   35) Setze dich gegenüber dem Einkauf durch, der die Kosten drücken will
   36) Produziere die ersten Musterplatinen
   37) Korrigiere die Bauteilliste und die mechanische Zeichnung
   38) Beginne mit dem Test der Musterplatinen
   39) Baue die Preproduktionsplatinen
   40) Mache einen Großserientest
   41) Stelle fest, daß das Marketing die Spezifikation geändert hat
   42) Gehe zurück zu Schritt 1

aus: http://www.fpga-faq.org/FAQ_Pages/0043_Steps_to_make_a_Printed_Circuit_Board.htm

Information zum Ätzen:

 http://www.erikbuchmann.de/ (Ätzen und Belichten)
 http://www.engr.unl.edu/ee/eeshop/proto.html

Gehäuseabmessungen:

 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/CASERM-D.PDF
 http://www.semiconductors.philips.com/packages/

Anbieter Platinenherstellung:

Einseitige kann man günstig bei den semiprofessionellen Anbietern bei eBay machen 
lassen. Für doppelseitig durchkontaktierte Leiterplatten sind die Profis zuständig. 
Zoll wird bei der Einfuhr erst ab 22 EUR (Sendungen mit geringen Wert) oder ab 50 
EUR (Muster und Warenprobe) fällig.

 http://www.zoll.de/faq/index.html#Wertgrenzen

 http://www.pcb-pool.com/ (10x10cm ds dk 30.63+Porto=37.03 EUR, mit Lötstop+Druck 88.03)
 http://www.mvpcb.de/ (10x10cm ds dk mit Lötstop 33+MWSt+Porto=44.64 EUR)
 http://www.olimex.com/ http://run.to/pcb (Eurokarte ds dk Lötstop+Druck $33+$6+Zoll+MWSt)
 http://www.fischer-leiterplatten.de/ (Eurokarte ds dk Lötstop+Druck 39+MWSt+Porto)
 http://www.bilex-lp.com/ (10x10cm ds dk 9.36+Porto+Zoll+MWSt, mit Lötstop+Druck 15.80)
 http://www.multipcb.de/ (10x10cm ds dk Lötstop+Druck 39+MWst+Porto=54.44 EUR)
 http://www.pcbexpress.com/
 http://www.q-print.de/ (Eurokarte 53 EUR)
 http://www.q-pcb.de/ (Preise Netto ohne Versandkosten)
 http://www.nbprint.de/ (2 grössere Karten 85 EUR, einseitige, ungebohrte billiger)
 http://www.microcirtec.de/
 http://www.mainprint.de/ (2 grössere Karten 150 EUR)
 http://www.conrad.de/ (einseitige)
 http://www.hofmannlp.de/
 http://www.gerland.de/
 http://www.steimer.de/
 http://www.enzmann.de/
 http://www.wuerth-elektronik.de/index.html
 http://www.leiterplatten.de/
 http://www.pcbonline.org/news/ezprototyping.php
 http://www.epsicom.com/ (auch vorgefertige Bausatzplatinen im Angebot)
 http://www.flatfield.nl/ (Vermittler Korea)
 http://www.fels.at/
 http://www.piu-printex.at/
 http://www.db-electronic.com/
 http://www.piu-printex.at/
 http://www.conti-leiterplatten.de/
 http://www.micron-gmbh.de/ http://wunder-gmbh.de/
 http://www.ibr-ringler.de/
 http://www.ggp-peters.de/
 http://www.olt-gmbh.de/
 http://www.lpe.hu/nemet.html
 http://www.greule.de/
 http://www.andus.de/
 http://www.ek-leiterplatten.de/ (Korea)
 http://www.ksg.de/
 http://www.lso.de/ (Isolationsgefräst)
 http://www.dk-elektronik.com/haka.htm
 http://www.hegergmbh.com/
 http://www.alphaelectronic.de/
 http://www.eurocircuits.com/
 http://www.ilfa.de/
 http://www.richter-elektronik.de/
 http://www.gsel.com/
 http://www.mikes-elektronikseite.de/ (privat)
 http://www.4pcb.com/
 http://www.asiapcb.com/manu.htm
 http://so-pbdl.de/leiterplattenfilme.htm (Leiterplattenfilmbelichtung)
 news:alt.electronics.manufacture.circuitboard
 bellmann@xs4all.nl (einseitige)
 Thale Elektronik, thale@t-online.de, 05901 4204
 Locktiten Corp. Rudy C. J. Wu P.O. Box 87-085 Taipeh Fax 00886227646552

> Wie schliesse ich 2 Leuchtstoffröhren an 230V~ an ?

 Elektronik aus zerbrochenen Energiesparlampen passender Leistung.

Starter für Tandemschaltung: Osram ST151 + ST172, Sylvania FS-22, 
Philips S2, SiS2 und S2-E. Normale Starter sind nicht geeignet. Ebenso 
kann man als Drossel für 2 x 18W in Tandemschaltung nicht eine für 
36W nehmen, sondern muss eine nehmen die bei der geringeren 
Restspannung denselben Strom wie bei einer einzelnen 18W Lampe 
fliessen lässt.

Billige 'elektronische' Starter enthalten neben einer Diode ein Relais 
um den Heizstromkreis nach 2 Sekunden zu unterbrechen. Um in 0.2 Sekunden 
eine Leuchtstoffröhre mit konventionellem Vorschaltgerät zu zünden, 
lassen elektronische Schnellstarter beim Starten per Diode nur eine 
Halbwelle durch, so das die Drossel in Sättigung geht, um einen höheren 
Heizstrom erzielen zu können. Aber heute nimmt man besser gleich ein 
elektronisches Vorschaltgerät, die sparen mehr Strom als sie kosten:

 http://www.evgshop.de/

> Wie lange hält eine Leuchtstofflampe

Von: Rolf Bombach

Die norm-Einschaltdauer, auf welche sich die angegebenen Lebensdauern 
beziehen, ist 3 Stunden. Bei nur 10 Minuten Einschaltdauer reduziert 
sich die Lebensdauer auf 20%. Bei non-stop-Brennenlassen erhöht sich 
reichlich spekulativ die Lebensdauer auf das vier- bis fünffache. 
Ist aber Extrapolation, da kaum jemand Kurven publiziert, die über 
24h resp. 150% hinausgehen.

> Muss man Leuchtstoffröhren unbedingt heizen ?

 Practic 2/89: "Ewige Leuchtstoffröhren - Betrieb ohne Drossel und Starter"
 Practic 4/89: "'Ewig' sind nur 30 % - Vor- und Nachteile des Kaltstarts von 

Leuchtstoffröhren"

> Wie schliesse ich eine 8W Leuchtstofflampe an 12V an ?

Osram Accutronic AT7/9/12L 30x40x80mm sind offenbar besser als 
KFZ-Bastelleuchten oder http://www.conrad.de/ 192422 weil die 
Röhre damit heller ist (effektiver) und schonender betrieben wird 
und die Elektronik offenbar haltbarer ist.

Elektronische Vorschaltgeräte:

 http://www.st.com/ AN993 (EVG mit PFC und Platine)
 http://www.onsemi.com/ AN1601, AN1546, AN1543, AN1576 

Normale Kabel (Y) sind nur bis zu 70GradC einsetzbar, bis 120GradC gehen
7Y Kabel.

*-----
F.6.1. Durchkontaktieren

Wer eine doppelseitige Platine herstellt, muss nach dem Bohren 
durchkontaktieren. Dafür gibt es mehrere Möglichkeiten, alle sehr 
arbeitsaufwändig:

- bei VIAs Draht durchstecken und oben und unten anlöten.

- bei zugänglichen bedrahteten Bauteilen ebenfalls oben und unten anlöten, 
das geht auch bei den sogenannten 'Präzisions-IC-Fassungen', wenn man 
von der Seite mit dem Lötkolben rankommt. 

- bei sonstigen Bauteilen zuerst dünne Litze aus 230V~ Kabeln durchstecken 
und oben auf wegführender Leiterbahn anlöten, dann erst Bauteil einstecken 
und unten verlöten. 

- kurze Aderendhülsen oder Hohlnieten (http://www.reichelt.de/) durchstecken, 
oder verpressen lassen (http://www.gsel.de/): Man muss diese oben anlöten, 
sonst gibt es in kürzester Zeit einen Wackelkontakt, ohne das einem das Loch 
zuläuft, also Einsteckwerkzeug (Zahnstocher :-) während des Lötens drin 
lassen. Auch Verpressen (Bungard) hilft dagegen nicht. Scheissarbeit. Die 
Nieten dürfen auf keinen Fall korrodiert sein, müssen also entweder neu oder 
vergoldet sein.

- Bauteilpin mit Lötpaste einstreichen und in genau passendes Loch stecken. 
Die Paste schiebt sich oben zusammen und schmilzt beim Einlöten des Bauteils, 
auf dem man ein bischen länger rumbraten muss als sonst. Dosierung der 
Menge muss man üben. Platine hinterher waschen.

Oder eben echtes chemisches Durchkontaktieren oder gleich herstellen lassen 
(siehe oben). Eine doppelseitige Eurokarte ist mit 50 EUR zwar teuer, aber 
bei hunderten von Durchkontaktierungen wird man das Geld gerne ausgeben.

 http://www.myhome.ch/mzingg/pcbstuff/tps/
 "Handbuch der Leiterplattentechnologie 1+2+3", Eugen G. Leuze, 3874800059

Wie machen es die Leiterplattenfabriken ? Es wird unterschieden nach 
den Innenlagen einer Multilayerplatine, die belichtet und geätzt werden wie 
beschrieben, und den Aussenlagen, die erst bearbeitet werden, wenn alle 
Lagen der Platine verklebt sind. Es werden dann die Löcher gebohrt, und 
danach das Epoxy ein wenig weggeätzt (z.B. mit heisser Kaliumpermanganat 
Lösung oder Plasmaätzen) damit das Kupfer der Innenlagen nicht mit Epoxy 
verschmiert ist, sondern sogar etwas hervor steht. Dann wird die Platine 
chemisch in einer Kollodiallösung (oft EDTA oder formalinhaltig) mit feinen 
Kupfer oder Palladiumpartikeln beschichtet oder mechanisch mit Graphit 
bestaubt, danach wird dünn stromlos Kupfer darauf abgeschieden, dann 
noch dicker galvanisch (mit 1A/dm^2) verkupfert. Dann kommt die 
Photoschicht darauf, wird belichtet und entfernt von den Stellen, wo später 
Leiterbahnen sind. Danach kommt galvanisch eine ätzfeste Schicht (Gold, 
Silber, Nickel, Blei-Zinn oder Glanzzinn) auf die freien Kupferflächen und 
in die Löcher, der Photolack kommt runter und es wird das ungeschütze 
Kupfer weggeätzt. So bleibt das Kupfer in den Löchern. Wenn man 
Leiterplatten länger lagert, sollte man lieber chemisch Gold als chemisch 
Zinn verwenden. Also verdammt viel Aufwand, dafür sind 50 EUR für eine 
einzelne Eurokarte fast geschenkt, und der Preis fällt rapide mit der 
Stückzahl.

Platinenstecker oder so sollte man vergolden. Alle Kontakte werden durch 
eine Leiterbahn verbunden, die ausserhalb der Platine verläuft und nachher 
abgesägt wird. Dann zuerst reinigen (Sidolin Metallputzmittel), - an die 
Leiterbahn, dann mit einem Vileda-Tuch auf Edelstahlelektrode an + eines 
Netzteils. Vernickeln auf 4-6um bei 4.5V/300mA (531057 von 
http://www.conrad.de/), dann erst 1.5um vergolden bei 3V/300mA (530522 
von http://www.conrad.de/) denn direkt Gold auf Kupfer verträgt sich nicht.

*-----
F.6.2. Silberleitlack

Von: (Name ist dem Autor bekannt)

> Taugt der Leitsilberlack von Conrad was ?

Ich hatte früher mal Gelegenheit, mit Silberleitlack professioneller Qualität 
zu arbeiten und war dann Jahre später von der "Conrad-Silbersuppe" L100 
schwer enttäuscht.
Mein Eindruck ist der, dass hier jemand professionellen Leitlack mit der 
zehnfachen Menge Verdünnung gestreckt hat. Für sinnvolle Anwendungen ist der 
Conrad-Leitlack IMHO unbrauchbar. Er läßt sich nicht vernünftig auftragen 
und ist für die gelieferte Winzmenge total überteuert.

P.S.: Es scheint inzwischen andere Ware zu sein, zumindest sieht die Flasche 
anders aus. Dafür sehen die von Reichelt und Pollin so aus, wie die alte von 
Conrad :-(

*-----
F.6.3. Lötstoplack

> Warum sind die meisten Platinen eigentlich so grün, aber im Laden bekomme
> ich nur milchig-weisses Epoxy Basismaterial ?

Weil praktisch alle industriellen Platinen mit Lötstopplack überzogen sind, und 
der ist meist grün (oder selten rot). Epoxy als Basismaterial ist fast immer 
milchig weiss und nur ganz selten mal blau.  Beim Lötstopplack sind nur die 
Lötpads nicht abgedeckt.

Lötstopplack soll verhindern, das im Durchlauflötbad der industriellen Fertigung 
die ganzen Leiterbahnen voller Lötzinn sind (kostet Geld) und Lötzinn zwischen 
Leiterbahnen hängen bleibt (Kurzschluss). Als Bastler, der per Hand lötet, 
braucht man das nicht. Eine Platine ohne Lötstopplack ist also ein Zeichen von 
Qualität aus einer Manufaktur.

Wer nicht so gut löten kann und einen Schutz haben will, ätzt im Dunklen und 
belichtet nochmal mit einer Maske, die die Lötpads nicht abdeckt, und entwickelt 
noch mal.

Bei http://www.octamex.de/ , Bungard und http://www.walterlemmen.de/ 
gibt es UV lichtempfindliche Lötstopplackfolie (grün) als Trockenresist zum 
Laminieren, die recht einfach zu verarbeiten ist.

> Und wie bekomme ich Lötstopplack auf meine Platinen ?

Von: Falko Jahn

Für alle die es interessiert, habe es endlich geschafft, Lötstoplack auf 
meine Platinen zu bringen!

Viele werden jetzt sagen, man sollte das lieber machen lassen, womit 
sie wohl auch recht haben, aber für diejenigen die für wenig Geld 
eine professionelle Platine haben wollen und genug Zeit haben, meine
bisherigen Erfahrungen.

Von http://www.peters.de/ gibt es ELPEMER fotostrukturierbaren 
Lötstopplack. Dort bekommt man auch kostenlose Muster. Es ist ein 2 
Komponenten Lack.

Also Lack 4:1 mischen und auf die Platine bringen. Ich habe das im 
Siebdruckverfahren gemacht (mit einen zusammengebastelten Holz Rahmen, 
werd mir aber demnächst was "richtiges" kaufen, habe auch von der 
Airbrush Methode gehört, hab ich aber nicht getestet). Dann im Backofen 
vorgetrocknet, das ist recht kritisch, wenn zu lange vorgetrocknet wird, 
läßt sich der Lack nicht mehr entwickeln. 
Bei mir waren es ca. 30min bei 75°C mit Umluft, hab die Tür leicht
aufstehen lassen, damit die Lösungsmittel entweichen können. Dann 
abkühlen lassen und belichten. Die Zeit muss man ausprobieren (bei mir 
waren es bei durchsichtiger Folie und 4 Röhren a 25W ca, 20cm Abstand 
- 3 min). Dann Entwickeln mit 1% Natriumcarbonat Lösung.
Natriumcarbonat gibt es in der Apotheke - 1kg ca. 8 EUR - dauert ca. 
1-2 min Endhärtung bei 150°C im Backofen ca. 1h. Fertig !!!
Das sind meine ersten Erfahrungen. Es gibt bei Peters auch 
fotostrukturierbaren Bestückungsdrucklack. Einfach hobbymässig kann 
man aber auch den Bestückungsdruck auf hochkalandriertes Papier
(glaenzend und dünn wie die Seiten aus der Zeitschrift 'Spiegel')
oder Tonertransferfolie drucken und auf die Platine überbügeln.

 http://www.mikrocontroller.net/forum/read-6-358227.html

*-----
F.6.4. Layout

 http://www.alternatezone.com/electronics/pcbdesign.htm
 http://www.ipc.org/ “Generic Standard on Printed Board Design” IPC-2221IPC-D-275 standard 

(MilStd 275)
 http://www.calyptech.com/pdf/Sig_integ.pdf "Signal Integrity Considerations for High Speed 

Digital Hardware Design"
 http://retrotechnology.net/herbs_stuff/sysdes.pdf "System Design Considerations When Using 

Cypress CMOS Circuits"
 http://www.andus.de/Leiterplatten/Tabellen/Spannungsfestigkeit.htm
 http://www.andus.de/Leiterplatten/Tabellen/leiterplattenmaterial.htm
 http://www.ce-mag.com/ce-mag.com/archive/01/03/ProductSafety.html

Bevor man seine Schaltung aufbaut, muss man entscheiden, welche Bauteile 
man in bedrahteter Form (thru hole) und welche man als SMD Bauelemente nimmt. 
Das hängt etwas von der erwarteten Stückzahl ab. 
Bedrahtete Bauelemente werden bei Handbestückung bevorzugt. Das geht schnell, 
eine Bestückerin schafft mehr als 5000 Bauteile pro Tag. Die Drähte werden 
meist auf einen Rutsch vor dem Löten gekürzt, manchmal von der 
Drahtbiegemaschine vor dem Bestücken, und normalerweise nicht einzeln per 
Frontalschneider. 
Es stellt sich auch die Frage, wie gelötet wird. Per Hand, per Lötbad oder 
per Durchlauf-Wellenlötanlage. Einerseits hängt das davon ab, was da ist, 
andererseits kann man 10 Platinen problemlos per Hand löten, 100 Platinen 
per Lötbad, und bei 1000 wird man sicher eine Durchlauf-Wellenlötanlage 
verwenden wollen. 
SMD kann gut ein Automat bestücken, der klatscht die Bauteile schneller 
auf die Platine als man gucken kann, insbesondere wenn Bauteile nur wenig 
verschiedene Werte haben und alle in derselben Orientierung plaziert wurden. 
Leider muss dem Automat vorher gesagt werden, wo hin das Bauteil kommt, 
also sind die Rüstkosten so hoch, das es sich bei weniger als 1000 Platinen 
kaum lohnt. Einzelne SMD Bauteile kann man per Hand bestücken (lassen), aber 
schon bei wenigen Bauteilen verwendet man besser eine Schablone (Stencil) 
zum Auftragen der Lötpaste. 

 http://www.elk-tronic.de/Services/Kleinserie/Kleinserie.htm

SMD lötet man gerne mit Heissdampf, weniger gerne per Infrarotstrahlung 
und nur bei unkritischen Teilen durch Eintauchen in flüssiges Lötzinn in 
einer Lötanlage. 
Wenn man bedrahtete Bauteile und SMD mischt, muss man zwischen 
verschiedenen Kombinationen wählen: 
Einseitige Platine. SMD muss auf die Unterseite und im Lötbad verlötet 
werden, also sollten nur wärmeunempfindliche SMD Bauteile (Widerstände 
und Keramikkondensatoren, notfalls kleine Transistoren und ICs) verwendet 
werden, und sie müssen aufgeklebt werden. 
Doppelseitige Platine: Empfindlichere SMD Bauteile können oben bestückt 
werden und per Reflow verlötet werden, die Unterseite steht wie bei der 
einseitigen Platine zur Verfügung. 
Wenige bedrahtete Bauteile: Man kann beidseitig empfindliche SMD Bauteile 
bestücken und Reflow verlöten, weil die bedrahteten Bauteile per Hand 
nachträglich eingelötet werden können, wenn es eine überschaubare Anzahl 
von Platinen ist. 

Siehe http://www.analog.com/ FF_Sect10.pdf  (GROUNDING IN MIXED SIGNAL SYSTEMS)

Beachte die Regel für getrennten Analog und Digital Ground, und lege Analog 
und Digital in räumlich getrennte Bereiche (Analog links, Digital rechts :-) aber 
verbinde danach alles mit einer grossen Ground Plane, das verbessert EMV und 
schadet nicht, weil der Strom immer die kürzeste Verbindung nimmt, also dennoch 
da lang fliesst, wo er nicht die anderen stört..

Für OpAmps siehe Kapitel 17 aus http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf
http://eportal.apexmicrotech.com/mainsite/support/pages/app_notes.asp AN28
Siehe auch Layouttipps im Kapitel F.24. Schaltregler

Die Induktivität einer Leiterschleife hängt von der umschlossenen Fläche ab.
Wenn ein (Rechteck-)Signal zu klingeln anfängt
  +---------------+
  |               |
  X               Z
  |               |
  +------Y--------+

kann eine andere Leitungsführung mit viel weniger umschlossener Fläche viel 
bewirken. Die geringere Induktivität verringert auch die Störausstrahlung und 
Störempfindlichkeit (EMV).
  +-+           +-+
  X |           | Z
  | +-----------+ |
  +------Y--------+

Masseflächen sind gut, aber unter grossen Bauelementen (Spulen) vergrössern
sie die Streukapazität. 

 

http://www.channel-e.de/fileadmin/Bilder/designcorner/ti_zimnik/Zimnik-_Flesch_Top_oder_Flop

.pdf

Leitfähigkeit von
 Silber 0,016 Ohm mm^2/m
 Kupfer 0,0179
 Lötzinn Sn60Pb38Cu2 0,086
 Lötzinn Sn60Pb40 0,2


> aus welchene Gründen, kann man eigentlich bei verschiedenen Geräten
> den Schutzleiteranschluss mit dem GND (0V) des entsprechenden Gerätes
> direkt (z.B. über Jumper) verbinden?

> Welchen Abstand sollten Leiterbahnen voneinander haben ?

Nun, das hängt von vielen Faktoren ab, der Spannung, der Verschmutzung,
der Isolationsklasse, dem Land, der Höhe über NN des Einsatzortes, daher
gibt es keine einfache Antwort. Für 230V~ in Verschmutzungklasse 2 bei 
doppelter Isolation sind 4.8mm erforderlich.

 http://www.ce-mag.com/ce-mag.com/archive/01/03/ProductSafety.html

Normalerweise ist bei einer Audioanlage der Verstärker geerdet und alle 
anderen Geräte nicht. Das ist sinnvoll, weil es in einer Anlage einen 
gemeinsamen Erdungspunkt geben sollte (erstens leitet das Einstrahlungen 
ab, zum anderen fliegt dann die Sicherung wenn zufälligerweise irgendwo 
ein Isolationsproblem auftritt), und der Verstärker zentral ist. 
Es ist auch kosteneffektiv, weil der Trafo des Verstärkers dann nicht 
Schutzklasse 2 sondern nur Schutzklasse 1 erfüllen muss, und daher keine 
2 getrennten Wickelkammern braucht, sondern primär und sekundär einfach 
übereinander gewickelt werden darf, was wegen der besseren Kopplung einen 
bei gleicher Leistung etwas kleineren und billigeren Trafo erlaubt, und
der Trafo des Verstärkers ist der grösste und damit teuerste der ganzen 
Anlage. 
Dummerweise gibt es bei grösseren Anlagen noch weitere Verbindungen zur 
Erde, nämlich über Antennenkabel und Telefonleitung, und es entstechen 
Brummschleifen (eine leitende Verbindung über Schutzleiter und 
Abschirmungen hinweg die eine grossen Kreis bilden und daher wie eine 
Trafowicklung wirken in der der durch 50Hz induzierte Strom fliesst und 
je nach Leitungswiderstand einen Spannungsabfall verursacht, der dann als 
Signal mitverstärkt wird), wenn sie nicht per Mantelstromfilter oder 
Audiotrennübertrager getrennt wird.
Bei besseren Verstärkern kann man die Verbindung zwischen Masse und 
Schutzleiter trennen, da ist auch ein besserer Trafo drin.

Von: Emil Obermayr

Jede Signalmasse soll auf Erdungspotential liegen, muß also wenigstens an einem 
Punkt mit dieser zusammengeschaltet sein. Nur derjenige der den Schaltplan der 
kompletten Anlage kennt weiß, welcher Punkt der Erdung dafür sinnvoll ist. 
Deswegen kann man bei manchen Geräten "aussuchen" ob man die Masse 'hier' erden 
möchte. Im folgenden die Ansatzpunkte, nach denen man eine Erdung planen und 
die Erde/Masse-Verbindungspunkte auswählen kann:

Häufig sind Erdungsleitungen nicht sehr niedrohmig ausgeführt. Das fängt bei 
Leitungen mit zu niedrigem Querschnitt an und wird durch schlechte Verbindungen 
in/an den Geräten noch schlimmer. Dann sind die Erdungspotentiale von 
zusammengeschalteten Geräten nicht auf gleichem Niveau. Wenn man nun Masse und 
Erde zusammenschaltet, fliessen Ausgleichsströme über die Masseleitungen der 
Signalleitungen. Das kann sich negativ auf die Signalqualität auswirken und 
Regelkreise beeinträchtingen.

In stark elektromagnetisch "verseuchten" Bereichen sammeln Ring-förmig
zusammengeschaltete Leitungen induktiv Brummspannungen ein (meist deutlich
schwächer tut das jede 'gerade' Leitung auch kapazitiv). Wenn man das auf
Signalmasse legt, hat man dieses Brummen auch auf den Signalleitungen. Das
umgeht man, indem man die Erdung Stern-förmig plant. Leider geht das nicht 
immer. Verstärkt wird dieser Effekt durch nicht hinreichend niederohmige 
Leitungen (s.o.), denn erst durch den Leitungswiderstand wird aus dem 
Induktionsstrom eine Brumm_Spannung_. Nebenbemerkung: Deswegen sind 
Stromschleifen auch immer so angelegt, daß sie keine elektromagnetische 
Strahlung aufnehmen, üblicherweise durch verdrillen der Signalleitungen.

Und dann kommt es vor, daß Geräte die Erdung durch Störspannung direkt 
verseuchen. Z.B. Motoren oder Relais, deren Entstörung unzureichend oder 
defekt ist. Das fängt man sich dann ein, wenn man Masse und Erde verbindet. 
Auch dieser Effekt wird schlimmer mit zu hohen Leitungs-Widerständen.

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F.6.5. Folienleiter

Tausende Folienleiter findet man in der Aswo Euras Ersatzteildatenbank 
(zugänglich z.B. über http://www.elv.de/shopping/ersatzteile/ und
http://www.ersatzteile-online.biz/ unter STECKER/KABEL/ADAPTER 
AUDIO/VIDEO-VERBINDUNGEN FOLIENLEITERBAHN) aber es gibt natürlich viel mehr.

Wer genug Geld hat, kann sich die selber ätzen:

 http://de.farnell.com/jsp/endecaSearch/partDetail.jsp?SKU=4147996&N=401


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F.7. Microcontroller

Die Newsgroup zum Thema ist news:comp.arch.embedded

Ein deutschsprachiges Forum http://www.mikrocontroller.net/

Von: MaWin 17.7.2000

Die meisten elektronischen Schaltungen sind Steuerungen oder Regelungen und 
lassen sich mit Microcontrollern heute einfacher realisieren, als das noch 
vor ein paar Jahren der Fall war. Viele Spezialchips vergangener Zeiten 
lassen sich heute durch billigere Microcontroller ersetzen, wenn auch in 
anderer Beschaltung. Man sollte sich also gerade bei alten Bauvorschlägen 
fragen, ob dieses heute mit einem uC nicht einfacher geht. Man muss eben 
neben der Schaltung auch das passende Programm für den Controller erstellen. 
Aber für Analog- oder Hochfrequenztechnik sind sie kaum zu gebrauchen.

Welcher Chip wird in der Industrie bevorzugt eingesetzt ? Der billigste, der 
die Aufgabe erfüllen kann. Punkt. Wobei 'der billigste' alle Nebenkosten mit 
einschliesst, und das kann für geringe Schulungskosten bedeuten, einfach den 
uC zu nehmen, den man schon kennt, oder den, bei dem der Hersteller passende 
Problemlösungen als application notes anbietet.

Nicht jeder Chip ist leicht beschaffbar und ohne Aufwand zu programmieren. 
Daher haben sich unter Hobbybastlern gewisse Chips verbreitet, die sich 
einfach verwenden lassen: AT90Sxxxx ATtiny/ATmega (AVR) und AT89Sxxxx (8051 
kompatibel) von http://www.atmel.com/, PIC16F8xx von http://www.microchip.com/, 
Flash-EEPROMs statt EPROMs, GALs statt PALs, schon alleine weil ICs im Gehäuse 
mit Quartzfenster zum Löschen durch UV-Licht teuer sind. Alle genannten Chips 
lassen sich mit kostenlos im Netz verfügbarer Software programmieren, so das 
man die angebotenen Starterkits nicht benötigt, die aber ängstlichen Personen 
eine gewisse Funktionssicherheit geben können.

Eine schöne Anfänger-Einführung "Understanding Small Microcontrollers" 
http://www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/ref_manual/M68HC05TB.pdf 
auf Basis des HC05 kommt von Motorola/Freescale. 

Das Problem lautet: Welche Programmiersprache: BASIC, C oder Assembler ? 
In BASIC programmierbare Microcontroller sind durch die Bank schlecht, 
wenig leistungsfähig, teuer, eben wie C-Control (es gibt da noch die 
Basic-Briefmarke, Basic-Matchbox, 8052AH Basic). Es gibt dafür eigentlich 
gar keinen technischen Grund, denn für so eine simple Programmiersprache 
wie BASIC liesse sich ein hervorragend optimierender CrossCompiler erstellen, 
aber Dummköpfe werden halt abgezockt. 
Wenn man bereit ist, uC in ihrer Assemblersprache zu programmieren, tut sich 
ein riesiges Angebot an billigen guten Chips auf. Für manche gibt es auch 
kostenlose C-Compiler (oder Interpreter :-), aber das lohnt sich erst bei 
Programmspeicher über 1k (manche sagen 8k).

Von: Erik Hermann

Es sei denn Du bist so blöd wie wir und kaufst den (IAR) Compiler beim 
Prozessorhersteller (NEC) statt bei IAR direkt. Wir hatten nämlich ein 
Problem das am Compiler hing und bekamen von IAR die lapidare Auskunft das der 
Compiler ein OEM Produkt ohne direkten Support sei. Der Prozessorhersteller 
konnte den Fehler zwar nachvollziehen, aber leider nichts dran ändern, 
zumindest nicht in endlicher Zeit. Leider verloren. Support gibt's bei IAR eh 
nicht, siehe d.s.e Message-ID 3DA0175D.28E0C75D@uc-elektronik.de 

> Ich benötige für den Modellbau einen Microprozessor.
> Es sollen ca. 4 analoge und 3 digitale Sensoren, mit wenigen externen
> Bauelementen angeschlossen werden.
> Es müssen mindestens 4 analoge Ausgänge vorhanden sein.
> Ich habe mir das 'C-Control' von CONRAD (Seite 76) angeschaut
> Kennt jemand ein vergleichbares Gerät  ?
> PS. Sollte nicht grösser als eine Zigarettenschachtel sein . . . .

Von: MaWin 1999

Analogausgänge gibt es (fast) nicht, es werden fast immer schnell ein- und 
ausgeschaltete Digitalausgänge verwendet (PWM), auch beim C-Control, um 
IM MITTEL eine Analogspannung zu erzeugen, die man dann noch mit einem 
Tiefpass filtern muss, wenn das angeschlossene Gerät (Glühbirne, Motor) nicht 
sowieso zu träge ist. Braucht man echte Analogausgänge, muss man externe 
D/A-Wandler-ICs verwenden, weil D/A-Wandler eine ganze andere 
Chiptechnologie verwenden (lasergetrimmte Dünnschichtwiderstände) als 
Microcontroller (klassische CMOS Technologie). ANALOGEINGÄNGE werden 
immer häufiger. Hier nur die reprogrammierbaren: 

- AT90S8535 von http://www.atmel.com/ 8k Programm, 512 Byte RAM, 512 Byte 
EEPROM, 8 A/D 10bit, 10 EUR bei http://www.reichelt.de/ oder ATMega163 

- PIC16F877 von http://www.microchip.com/ 8k Programm, 368 Byte RAM, 256 
Byte EEPROM, 8 A/D 10bit, 10 EUR bei http://www.reichelt.de/ 

- MB90F497 von http://www.fujitsu.com/ 64kB Programm, 2kB RAM, 2 UART 
(auch SPI), 8 A/D 10 bit, CAN, PWM, 6 EUR bei http://www.glyn.de/ 
oder MB90F549 mit 256kB Flash und 6kB RAM für 11 EUR. 

Alles was du brauchst (Datenblatt, Assembler, Applikationen, Debugger) gibt 
es kostenlos zum Download bei den Herstellern, die Programmierschaltungen 
sind einfach (ISP-Programmierung über Parallelport) und Programmiersoftware 
gibt es reichlich im WWW. 

Ponyprog http://www.lancos.com/prog.html hat Probleme mit modernen 
GHz-Pentiums und behandelt 0 als gesetzt bei Fuse-Bits von manchen 
AVRs (ATmega8, ATmega128L), läßt sich aber seit ich-weiß-nicht-wann von 
der Kommandozeile aus steuern, wenn auch nicht über Parameter, sondern über 
script files. Ponyprog damit in automatisierte Compilerläufe einzubauen, ist 
wirklich einfach http://www.lancos.com/e2p/ponyprog2000.html#s4

Und wenn du fragst, wieviel Programmspeicher man braucht: 
http://www.picoweb.net/ zeigt einen kompletten Web-Server in 7k 
Programmspeicher. Man kann, wenn man nicht so doof ist wie Microsoft, auch 
in 8k eine Menge machen. In 512 Byte passt z.B. eine (Funk-)Uhr mit Datum & 
Wecker wenn man ein paar Programmierkniffe kennt.

Von: Andi Gysi

Ich weiss, der C-Control schien mir zuerst auch verlockend, jetzt liegen zwei 
davon hier rum und ich weiss nicht, was ich damit anfangen soll... 

> Mitsubishi M16C / Renesas R8C

Billige Prozessoren mit grossem Flash-EEPROM stellt Mitsubishi/Renesas her. 
Das Starterkit mit dem M30624FGAFP gibt's für 50 EUR bei http://www.glyn.de/, 
programmiert wird der uC in circuit über die serielle Schnittstelle.
Seit dem Artikel in der Elektor Nov. 2005 hat der kleine Bruder des M16C, der 
R8C, weitere Verbreitung unter Hobbybastelern gefunden, gab es doch den 
Controller mit C-Compiler umsonst. Nur die Programmierschaltung musste man 
selber bauen. Der R8 ist AUCH ein 16 bit Prozessor, aber mit 8 bit Datenbus, 
also so was wie der 8088 im Vergleich zum 8086. Daher ist er bequem in C zu 
programmieren, vergleichbar mit dem MSP430. Leider gibt es noch nicht viele 
Applikationsbeispiele für den Chip und noch nicht so viele Foren und 
Benutzergemeinschaften, so das das Zusammensammeln von Vorgefertigtem nicht 
so leicht ist wie bei AVR.

Von: Volker Stegmann

Wenn du einen C-Compiler für den M16C brauchst, laß die Finger von dem IAR 
Compiler, solange du in der Lage bist, Makefiles zu schreiben, oder eine IDE 
hast, die das auch für dich macht. 
Ich hab bezüglich Compilerfehlern schlimme Erfahrungen damit gemacht. Nimm 
besser den NC30 von Mitsubishi. Der ist meiner Meinung nach ausgezeichnet. 

Carlos Duerschmidt sagt dazu:

Mit dem Prozessor kämpfe ich auch gerade. Im Moment sieht es noch so aus, als 
ob der Prozessor gewinnt.

Von: Alexander Weiss 20.11.2000

> MSP430

Der MSP430 ist ein baulich kleiner und billiger 16bit uC mit geringem 
Strombedarf von http://www.ti.com/ , der seit seiner Erwähnung in der c't bei 
Bastlern mehr Verbreitung findet. Seine Struktur ist ähnlich der PDP-11. Er 
lässt sich anständig in C programmieren, allerdings sind die 
Entwicklungsumgebungen noch recht teuer und der Chip ist schwer einzulöten. 
Seine I/O-Pins sind nicht 5V tolerant, was die Verwendung von 
Periperiebausteinen einschränkt.

 http://www.mikrocontroller.net/msp430.htm
 http://users.easystreet.com/jkirwan/new/msp430.html

Wenn man jedoch batteriebetriebene winzige Schaltungen aufbauen will, ist der 
uC trotz überdimensionierter 16 bit Wortbreite derzeit eine gute Wahl, läuft 
er doch an einem 32kHz Uhrenquartz mit nur 1.5uA und nur bei Bedarf mit einem 
internen Frequenzmultiplier. Dazu passt dann ein MAX1724 Spannungsregler, 
klein und extrem stromsparend.

> Siemens/Infineon C167 Verfügbarkeit

Die "normalen" C167 gibts noch ganz gut (3 Monate Lieferzeit sind üblich), 
die Katastrophe geht bei den Flash-Typen los. Nachdem Infineon den 
Flash-Prozess nicht auf die Reihe bekommen hat, haben sie sich mit ST 
zusammengetan, von denen gibt es die ST10-Serie, die mit den C167 
kompatibel ist. 
Nachdem wir aufgrund der schlechten Verfügbarkeit der C167 ziemlichen 
Ärger hatten, sind wir auf die Fujitsu 16LX-Serie umgestiegen (MB90F543 
etc.), die sind von der Leistung vergleichbar, haben 5V-Flash on chip, 
einen kostenlosen C-Compiler und kosten die Hälfte der C167er. 

> Wo bekommt man den Fujitsu MB90Fxxx und was für Werkzeuge gibt es? 

Von: Erik Hermann

Beliebige Stückzahlen (auch Einzelstücke) bekommt der Geschäftskunde bei 
http://www.glyn.de/. Workbench mit C-Compiler, Assembler und Debugger 
bekommt man kostenlos auf CD oder im Internet 

Programmiert werden die Dinger über RS232, d.h. ohne zusätzliche Hardware 
(ausser einem MAX232 o.ä. auf dem Controllerboard).

MB90F497 64kB Flash, 2kB RAM, 2 UART (auch SPI), 10Bit 8Kanal 
ADC, CAN, PWM, etc., ca. 6 EUR 

MB90F549 256kB Flash, 6kB RAM, 2 UART, 2SPI, ADC, CAN, 
PWM, etc. ca. 11 EUR

> 68HC08

Von: Rafael Deliano

Heutzutage sind 68HC908QY4 viel schöner. Der ist DIL16 mit 14 verwertbaren 
Pins weil RC-Takt und Resetgenerator auf dem Chip ist. Das macht sich auch 
bezüglich EMV gut. Dadurch dass die I/O ziemlich einheitlich ist, kann man 
man als Emulation einen 68HC908GP32 in DIL40 nehmen. Die "überzähligen" 
Pins von dem sind zum Softwaretest sehr erfreulich weil man dann Testpins 
hat um mit Oszilloskop zu sehen was die Applikation in Echtzeit so tut.

> Hat jemand. Erfahrung mit FFMC16 Controllern?

Die CPU ist im Vergleich zu C167 oder M16C langsamer (Akkumulatormaschine) - 
Weiterhin ist ein bischen lästig, dass man die Priorität von 
Software-Interrupts nicht vorher einstellen kann. Ein Software-Interrupt 
wird immer mit höchster Priorität aufgerufen und man muss dann in der ISR 
den Level einstellen. Damit wird evtl. ein hochpriorer Interrupt 
unterbrochen, der Software-Interrupt gestartet, der dann seine Priorität 
selbst zurücksetzt - das kostet ziemlich Rechenzeit. 
Ein weiterer Nachteil: In der Toolchain von Fujitsu fehlt ein Monitor-Debugger 
(es gibt nur einen Simulator), den Debugger gibts aber von uns zu kaufen. 
www.accemic.com. 
Die gute Verfügbarkeit war für uns der Grund, von den ST10-Flash-Typen auf 
16LX umzusteigen. 
Sehr günstig im Vergleich zu vergleichbaren 16-Bittern mit CAN und Flash. 
Eva-Boards gibts von Glyn für 49 Euro. 
Ein Bonbon noch: Von http://www.segger.com/ gibts ein Echtzeitbetriebssystem 
(in der Trial-Version auf 2 Tasks beschränkt), mit dem man aber sehr gut die 
Arbeitsweise eines RTOS studieren kann. Für Diplomarbeiten lohnt es sich zu 
fragen, um eine kostenlose Voll-Lizenz zu bekommen ;-) 

> Videosignalerzeugung PAL / TFT LCD mit Microcontrollern: 

Hitachis H8S (ähnlich 68000) hat Zähler und DMA drin, mit denen die Erzeugung 
der Signale möglich ist, aber mit 24k RAM nicht genug internes RAM für ein 
Graphikbild.

> Hat jemand über den Motorola 68HC332 positive oder negative Erfahrungen 
> mitzuteilen?

Von: Hartmut Schaefer

 + angenehm in Assembler zu programmieren 
 + akzeptable Rechenleistung
 + ich liebe das BDM Interface, jeder Controller sollte eins haben...
 + In der Regel lieferbar
 + TPU, falls man sie braucht
 + grosse Auswahl an Entwicklungssystemen, Assemblern, Compilern, Debuggern etc..
 + Universelles Businterface mit CS-Generatoren
 + gibt es inzwischen mit 25 MHz
 - so'n altes Ding könnte schon billiger sein...
 - die serielle Schnittstelle ist a) eine zu wenig und hat b) keinen FIFO
 - wäre schön, wenn's mal eine TPU gäbe, die mit vollem Prozessortakt läuft
 - braucht externen Speicher, wenn man nicht die Flash-Version nimmt, aber der Speicher 

reicht sowieso nicht.
 - SCI und Systemtakt koennen nicht getrennt werden. Schlimmer noch beim 68376:  SCI-, 

Sytemtakt und CAN-Takt koennen nicht getrennt werden.
 - Systemtakt nur max. 25 MHz :-). Hallo Motorola: Warum gibt es noch keinen Coldfire mit 

TPU ?

> Welchen Wert sollen die Kondensatoren beim Schwingquartz bekommen ? 
> Dazu steht irgendwie nichts im Datenblatt des Microcontrollers...

Kein Wunder, die hängen mehr vom Quartz und Leiterplattenlayout ab, als vom 
Oszillator des uC, und wer hat schon die Datenblätter der Quartze... 
Aber glücklicherweise sind die meistens ähnlich. Nimm 22pF. Erklärung:

 http://www.qsl.net/dk1ag/buch.html  (das grosse Quartzkochbuch)

32kHz Uhrenquartze haben eine kleinere Leistung als die normalerweise 
verwendeten Quartze, die in Resonanz einen Widerstand von 50 Ohm haben und
ca. 1mW Leistung verbraten. Schalte einen Widerstand von 100k bis 470k in 
Serie davor (also zwischen XOUT und dem Kondensator am Eingang des Quartzes) 
und einen 1-10MOhm Widerstand parallel zum Quartz, bis die Kurvenform der 
grösstmögliche saubere Sinus ist (Achtung: Kapazität des Oszilloskoptastkopfes 
kann stören). Alle normalen Quartze arbeiten in Serienresonanz. Der Colpitts
Oszillator ist am einfachsten und betriebssichersten.

> Ich habe 2 Controller an einem Quartz angeschlossen, d.h. XOUT von 
> Controller 1 an XIN von Controller 2, aber es schwingt nicht. 
> Gibt es eine zuverlässige Lösung ? 

Ja. Verbinde XOUT und XIN des zweiten Controllers über 1MOhm, und XOUT des 
ersten Controllers über 100pF mit XIN des zweiten Controllers. Und schliesse 
den Quartz wie gehabt an den ersten Controller an. Die Ursache und Begründung 
für diese kapazitive Kopplung liegt im eventuell unterschiedlichen 
Gleichspannungspegel der Oszillatoren.

> Wie lange dauert es bis der Quartzoszillator eines uC sauber läuft ?

Von: Oliver Bartels, Oliver Betz, Uwe Hercksen, Rafael Deliano

Typischerweise kommt so ein uC Quarzoszillator bei z.B. 8 MHz in <1ms hoch, 
die Amplitude ist dann aber noch nicht völlig stabil.

Berechenbar ungefähr über die Güte Q der Gesamtschaltung als gespiegelte 
Exponentialfunktion:

A(t) = A0 (1- exp(- (omega t) / (2 Q) ) )

Das Omega ist wie gehabt 2 pi f_res, die Güte von einem Wald- und Wiesen-Quarz 
alleine liegt ca. bei 40000 bis 50000, das Loaded Q (Quarz mit Schaltung als 
Last) eher <10000 je nach Chip und Schaltung.

Keramikschwinger schwingen offensichtlich deutlich schneller an als ein Quarz.

Anderer Aspekt beim Einschalten des Gateoszillator ist die RC-Zeitkonstante 
(R parallel zum Quartz, C nach Masse) die erstmal auf VCC/2 hochgelaufen sein 
muß damit überhaupt was schwingt. Kleiner Kerko und 1 MOhm statt 10 MOhm 
ist schneller.

Der Colpitts-Oszillator eines 68HC912D60A ist so schlapp, daß er mehrere 
Millisekunden braucht. Aber der uC rennt schon bei kleinsten Amplituden los 
und stürzt dann gerne mal ab, wenn das Rauschen schneller war als der maximal 
mögliche Bustakt.

> Wo gibt's den C-Compiler für Hitachis SH uC ?

 set CYGREL=2.96-sh4-001122
 set CYGROOT=C:\Cygnus\sh4-001122
 set GCC_EXEC_PREFIX=%CYGROOT%\H-i686-cygwin32\lib\gcc-lib\
 set GDBTK_LIBRARY=%CYGROOT%\share\gdbtcl
 set PATH=%PATH%;%CYGROOT%\H-i686-cygwin32\sh-elf\bin
 set PATH=%PATH%;%CYGROOT%\H-i686-cygwin32\bin

> Gibt es auch schlechte Microcontrollerfamilien ?

Zumindest Motorola's 6803, dem ST62 von ST und Infineon's C166 sagt man das nach.

> Warum gibt es eigentlich keine Mikrocontroller mit ebenso hohen Taktfrequenzen
> wie richtige Prozessoren (Pentium & Co.) ?

Weil die Entwickler von solchem Kleinkram wie Mikrocontrollern alles Deppen 
sind, noch heute auf dem Stand (von Intel & Co.) von 1985. Sicher wäre ein 
schnellerer uC teurer, aber sicher nicht so teuer wie ein Pentium. Eigentlich 
bietet sich ein uC geradezu an, um mit hoher Taktfrequenz zu arbeiten, 
schliesslich bleiben alle hochfrequenten Leitungen auf dem Chip und müssen 
nicht herausgeführt werden. Intel baut auch kleine Gigahertz-uC um ihre 
Fertigungstechnik zu testen, verkauft sie aber nie. Die leistungsfähigsten sind
die DSPs: Analog Blackfin (600MHz), TI C55X (500MHz), Intel XScale/ARM 
(400MHz), Toshiba TMPR495x (400MHz) aber es gibt nichts schnelles kleines.

Ebenso gibt es praktisch keine uC mit ausreichend RAM, weil die Hersteller es 
schon seit zig Jahren nicht in den Griff bekommen, dynamisches RAM und 
Flash-EEPROM auf denselben Chip zu packen, und zu geizig sind ausreichend 
viele statische RAM Zellen dazuzulayouten. Der Philips LPC2106 hat zum 60MHz 
ARM7 wenigstens 128kFlash und 64kRAM und 32 I/O-Pins, leider hat sich Philips 
bei seiner XA-Architektur als nicht besonders zuverlässig herausgestellt.

Klassisch sind Marketing-Aussagen wie solche von Siemens (heute Infineon): 
Keiner brauche angeblich uC mit Flash, sagten die, es wäre total unsinnig und 
daher würde Sienens auch keine herstellen. Bis zu dem Tage, als auch Siemens 
Flash produzieren konnte (weil die Technologie teuer von ST eingekauft wurde, 
die Fertigung dort hin ausgelagert wurde). Seit dem ist Flash plötzlich die 
beste Erfindung seit dem Rad. 

> Was ist ein DSP ?

Ein Digitaler Signal Prozessor, das ist ein Microprozessor der möglichst 
schnell gewisse mathematische Operationen (vor allem Fouriertransformationen) 
ausführen kann. Früher gab es einzelne Prozessoren, heute eher 'Controller' 
bei denen Peripherie mit integriert ist, die in bestimmten Anwendungen, wie 
Handys, benötigt wird. Billige Evaluationboards bei http://www.ti.com/, nette 
Prozessoren bei http://www.mot.com/ (siehe auch F.30.1. Audioeffektgeräte).

 http://www.dspguide.com/

Eventuell hat jemand hierfür eine Anwendung (Boards mit bis 54MHz per FPGA 
realisiertem uC mit fast 1MB Flash/RAM, viel Peripherie und C-Compiler):

 http://www.rabbitsemiconductor.com/

*-----
F.7.1. Atmel AVR Controller

Die AVRs von http://www.atmel.com/ gehören derzeit wohl zu den 
interessantesten Microcontrollern für Hobbyanwendungen. Atmel bietet eine 
sehr umfangreiche Serie von Winzigchips (ATTiny) mit A/D-Wandler bis hin 
zum 128kByte fassenden ATMega103. Allerdings sind die älteren AVR's 
(AT90) sehr EMV empfindlich (der Chip selbst fängt sich die Störungen ein, 
also hilft auch bestes Leiterplattenlayout nicht), bei den neueren (ATTiny, 
ATMega) hat Atmel nachgebessert. Hier hast du ein bischen was zum AVR:

 http://www.atmel.com/ AVR Studio enthält Assembler, Simulator und 

Programmierkabelansteuerung
 http://winavr.sourceforge.net/ GCC fuer AVR wird vom AVR-Studio eingebunden

 http://www.rowalt.de/mc/avr/progd.htm (Twinavr Programmiersoftware, erst 0.9.9.2 kennt 

Atmega8515)
 http://www.lancos.com/prog.html (PonyProg RES-D7 MOSI-D5 SCK-D4 MISO-ACK, Probleme bei 

GHz-Pentiums, config fuses 0 ist gesetzt)
 http://elm-chan.org/works/avrx/report_e.html
 http://www.geocities.com/CapeCanaveral/6368/avr.html
 http://www.lancos.com/e2p/avrisp-stk200.gif
 http://www.fortunecity.com/meltingpot/alberni/1159/id49.htm (STK200 isp Kabel)
 http://www.elektronik-kompendium.de/public/arnerossius/schalt/mikro/attiny11.htm (ATTiny11 

Programmer)
 http://www.iready.org/projects/uinternet/ispdongle.pdf
 http://home.sch.bme.hu/~cell/atmel/AVR_JTAG/avr_jtag.zip
 http://www.helmix.at/hapsim/index.htm
 http://www.avr-asm-tutorial.net/
 http://www.mikrocontroller.net/
 http://www.avrsprint.com/SprintBasic1.asp (Basic)
 http://www.spettel.de/ralf/projekte/fbprg/index.shtml
 http://www.mcselec.com/ (Basic 2k freeware, $49)
 http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/3632/designs.htm (direkte 

Videosignalerzeugung)
 http://www.hpinfotech.ro/ (CodeVision C-Comp)
 http://www.ckuehnel.ch/
 http://www.e-lab.de/ (Pascal, 4k gratis, 8k 25 EUR)
 http://www.omegav.ntnu.no/avr/resources.php3

und richtig, du kannst sie alle mit einem selbstgebastelten Kabel (5 Leitungen) 
vom Parallelport des PC aus programmieren. Software brauchst du nicht selber zu
schreiben, PonyProg, AVR.EXE und andere gibt's gratis. 
Wenn du mit einem STK200 Kabel den ATmega mit Atmel's Software programmieren 
willst, und eine Meldung bekommst, das du das 'Value added pack dongle' 
brauchst, löte einen Draht von Pin 2 zu Pin 12 des Druckerports, damit die 
Software dein Kabel als STK200+ Kabel akzeptiert. Achtung: Bei einigen ATmega 
sind die Pins MISO, MOSI für die ISP-Programmierung nicht identisch mit der 
Pinbelegung am Anfang des Datenblattes ! Auf jeden Fall unter Serial 
Downloading im Datenblatt nachsehen welche Pins für die ISP-Programmierung 
verwendet werden.  Unter Linux tut's uisp am AN910-Programmer.

> ich habe die AVR´s bisher immer in Assembler programmiert, möchte jetzt 
> aber lieber in C weitermachen. Dazu habe ich mich schon im Netz umgeschaut, 
> aber eigentlich hat mir nur das Programm von Imagecraft richtig gut gefallen, 
> naja bis auf den Preis halt :)  Gibt es denn keine vergleichbare Software 
> die (kostenlos)/preiswerter ist ?

Von: Andreas Schwarz 22.3.2001

Der meiner Meinung nach beste freie C-Compiler für die AVRs ist AVR-GCC.
Er kann von der Leistungsfähigkeit her mit anderen Compilern locker mithalten, 
sogar C++-Programme sind möglich, was man bei anderen Herstellern erst ab 
ein paar Tausend EUR bekommt (wobei man den Sinn von C++ auf 8 bit-uC 
allerdings in Frage stellen kann...). Hier ein paar Links zu AVR-GCC: 

 http://www.mikrocontroller.net/ (Installationsanleitung)
 http://www.avrfreaks.net/ (Forum, Beispielprogramme)

Andere kostenlose Compiler:

 http://www3.igalaxy.net/~jackt/ (Basic, Freeware)
 http://www.mcselec.com/bascom-avr.htm (Basic, Demo mit 2kB-Beschränkung)
 http://www.jennaron.com.au/smallc/smallc.html (C, Freeware)
 http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial
 http://ccrma.stanford.edu/courses/250a/docs/avrlib/main.html (C library inkl LCD, GPS, MMS, 

Network)
 http://www.e-lab.de/ (Pascal-Compiler, Demo mit 4kB-Beschränkung)
 http://users.iafrica.com/r/ra/rainier/ (Pascal, Shareware)

> Was ist der Unterschied zwischen dem AT90S1200 und dem AT90S1200A ?

Beim A-Typ ist der RC-Oszillator statt dem Quartzoszillator voreingestellt. 
Das ist nützlich, wenn man den Atmel seriell programmiert, da man dabei nicht 
die Oszillatorart verstellen kann. Allerdings sollte man anstelle des AT90S1200 
sowieso lieber den AT90S2313 kaufen, da ist mehr drin zu fast demselben Preis. 
Dann hat man das Oszillator-Umschaltungsproblem nämlich nicht.

Der AT90S1200 hat auch noch einen anderen unangenehmen Effekt: Er lässt sich 
nur beim Einschalten durch RESET auf low in den Programmiermodus schalten, 
ein erneutes Einschalten des Programmiermodus ist ohne Abklemmen der 
Versorgungsspannung nicht möglich. Da der Programmieralgorithmus auch noch 
unterschiedlich zu den anderen AVRs ist, kann man anhand der ID auch nicht 
herausfinden, um welchen uC es geht. Aber avrdude beherrscht den 1200er.

> Das Problem ist, dass uisp den Prozessor mal erkennt (eher selten) und mal 
> nicht.

Von: Gnoomy

Hat sich gerade erledigt, ich hab mal so probeweise einen 100nF Kondensator 
zwischen VCC und GND gehängt und jetzt tuts.

> woran könnte es liegen, das der interne RC-Oszillator vom AT90S2343 
> nach dem Anlegen der Betriebsspannung nicht anschwingt ?

Von: Christoph Brudy

Ich hab' hier ein Errata Sheet zum AT90S2343, dort steht ungefähr folgendes: 
"Wenn VCC beim Einschalten kurzzeitig negativ wird, kann es sein, dass das 
RCEN-Bit irrtümlich als nicht gesetzt angesehen wird". Ansonsten scheint der 
AT90S2343 auch gegen zu langsames Ansteigen der Betriebsspannung allergisch 
zu sein. So wie bei den ATmega161 errata: "At certain frequencies and 
voltages ... may fail." Auf deutsch: "Wir haben keine Ahnung, was wir da 
verramscht haben, aber manchmal geht es halt doch" ;-(

>  AVR ALE tot ? 

Von:  Jesper Hansen

Die Latch-Pulse auf ALE sind SEHR kurz, ca. 30ns bei 8MHz. Zugriffe auf 
internes SRAM erzeugen ebenfalls 1-20ns kurze Pulse auf ALE (siehe Seite 
53 "Interface to External SRAM" und die Abbildungen 43 und 44 im 
AT90S8515 Datenblatt). Der 74HC573 und ähnliche Latches sind kritisch, 
manche funktionieren und andere nicht. Ein 100pF Kondensator zwischen 
Enable und GND kann helfen.

Von: Jan-Hinnerk Reichert

Das externe RAM-Interface des AT90S8515 hat einige Merkwürdigkeiten. 

Zunächst ist die RD-Pulsweite sehr viel kleiner als die WR-Pulsweite. Hier 
kann das Einschalten von Waitstates Abhilfe schaffen.

Das weitaus größere Problem ist aber, daß es beim Schreibzugriff keine 
garantierte Dataholdtime gibt, d.h. der Datenbus wird gleichzeitig mit /WR 
zurückgesetzt. Viele Peripherie-Chips brauchen aber die Daten noch einige 
ns. Oft bewegt sich das ganze im Grenzbereich, so daß das Schreiben 
manchmal oder fast immer funktioniert. Auch unscheinbare Änderungen in der 
Schaltung können so plötzlich zu Fehlern führen (geringfügige Verzögerung 
von Signalen durch parazitäre C).
Waitstates können hier *keine* Abhilfe schaffen!

Ich habe in einem Fall durch Längswiderstände (150 Ohm) auf dem Datenbus, 
eine ausreichende Verzögerung erreichen können. Möchte das aber nicht 
unbedingt weiterempfehlen, da sich die Verzögerung eines RC-Glieds mit 
unbestimmtem C schlecht ausrechnen läßt ;-)

IMHO sollte man für Projekte mit externem RAM, den ATmega161 (bzw. den 
Nachfolger ATmega162). Der mega161 hat ein deutlich überarbeitetes 
SRAM-Interface und auch sonst ein paar nette Features mehr (BOR und 
Bootloader sollen fehlerhaft sein)

> Gibt es AVRs für niedrige Betriebsspannung so wie die PIC16Lxxx ?

ATtiny12V, ATtiny28V: ab 1,8V, die L-Typen laufen ab 2.7V.

> Passende RESET-Controller ?

MC34064-5 (4.6V), TL7757 (4.55V), MC34164-xx (4.3V,2.7V), TS831-5 (4.33V), 
MC33464-xxATZ (0.9V, 2.0V, 2.7V, 3.0V, 4.5V). ICL7665(A/B), MN138x1 (2-4.9V), 
MAX809/917/918/637x/6806, TL7702/7705

> Wie ändere ich mehrere Port-Pin-Zustände ?

Von: http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_PIC_51-Vergleich

Das ist besonders bei AVRs (außer den Typen seit 2004: ATtiny2313 usw.) ein 
Problem. Architekturbedingt ist nur ein Teil der Ports bitweise schaltbar, 
kein Port kann mehrere Bits gleichzeitig interrupt-fest schalten. Daher ist 
es eigentlich oft (dann wenn die betreffenden Register in Interrupt-Routinen 
und im Hauptprogramm verändert werden) nötig, um Port-I/O herum Port-ändernde 
Interrupts abzuschalten, was aber kaum jemand macht, zu dem es keine 
unterschiedlich priorisierten Interrupts gibt. Folge: ab und zu 
"seltsames Verhalten", nicht reproduzierbar. Besonders gefährlich bei 
Software-Baukasten-Prinzip, wenn da manche Selbstverständlichkeiten eines 
Moduls plötzlich nicht mehr so selbstverständlich sind. 

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F.7.2. Microchip PIC

Von: MaWin 17.7.2000 

Die PICs von http://www.microchip.com/ sind vor den Atmels erschienen und
werden daher oft genannt. Allerdings sind nur die F Modelle (PICxxFxxx)
elektrisch reprogrammierbar und damit basteltauglich. Die C Modelle (PICxxCxxx) 
sind im Plastikgehäuse nur ein mal programmierbar (OTP) und nur im teuren JW 
Gehäuse mit Quartzfenster mit UV-Licht löschbar (siehe F.7.5.) zum erneuten 
programmieren. Microchip hat sehr gute Application  Notes, auch für Atmel 
Benutzer lesenswert, und die A/D-Wandler sind schneller. Dafür ist die 
Architektur (W-Register und die Aufteilung des RAMs in mehrere 'banks') 
grausam. Sie wurde 1975 von General Instruments als 'Peripherial Input 
Controller' entworfen, ist also sogar älter als der 8051, und man merkt das.

 http://www.brouhaha.com/~eric/pic/faq.txt
 http://www.rhoent.com/pic16xx.pdf

Diese Links führen dich erstmal weiter, allerdings machen viele der primitiven
Programmierschaltungen Probleme, weil sie nicht auf deinem Rechner laufen, 
nicht deinen PIC programmieren, irgendwelche Bits falsch setzen, gar die erste 
Stelle des EEPROM zerstören, Fehlermeldungen liefern obwohl keine Fehler 
aufgetreten sind, etc. pp. Leider habe ich keinen Link auf einen frei 
erhältlichen Programmer, der auch unter Windows NT, auch auf 2GHz-Prozessoren, 
auch mit dem PIC16F84A, etc. zuverlässig läuft.

Microchips eigener Programmer PICStart+ bis Version -R4 muss zum Brennen 
neuerer PICs geupdatet werden, wozu man erst einen teuren PIC17C44JW-25 
kaufen muss und zwingend MPLAB IDE V5.7.x statt V6 benötigt. Ganz neue 
PICs sind damit dennoch nicht programmierbar. Bei Version -R5 bis -R19 
braucht man einen PIC18F6720, den man aber noch nirgends bekommt, und 
benötigt MPLAB IDE ab v6.40 . Erst ab Version -R20 ist der updatefähige 
PIC18F6720 schon drin.

 http://www.microchip.com/ (Datenblaetter, Assembler MPLAB, vor allem die 'Reference 

Designs')
 http://forum.microchip.com/ 
 http://www.rowalt.de/mc/ (POC)
 http://home3.inet.tele.dk/frda/picasm/prog.html (Linux)
 http://www.sprut.de/electronic/pic/index.htm
 http://www.kingdon5.freeserve.co.uk/jpp877/jpp877.html
 http://www.sprut.de/electronic/pic/fallen/fallen.html
 http://www.harald-sattler.de/html/body_icd_nachbau.htm
 http://stolz.de.be/ (ICD2-Kabel nur aus Widerständen)
 http://people.freenet.de/dl4yhf/winpicpr.html
 http://www.jdm.homepage.dk/newpic.htm (viele einfachste PIC16F84 programmer) 
 http://www.jdm.homepage.dk/newpic3.htm (nur 16F84 und 24Cxx)
 http://www.jdm.homepage.dk/picsoft.htm (PIP02)
 http://www.rotgradpsi.de/mc (16F87x)
 http://www.dontronics.com/rfarmer.html (16F87x downloader)
 http://www.PROuC.de/ (PIC16F84 programmer)
 http://www.mikroelektronika.co.yu/english/product/books/PICbook/picbook.htm (Komplettes 

Buch PIC16C84 mit MPLab)
 http://www.voti.nl/wisp/
 http://www.dattalo.com/ (gpsim)
 http://www.piclist.com/freeicd (und die piclist an sich)
 http://www.geocities.com/SiliconValley/Cable/7772/ (PIC16F84 Basic)
 http://www.picant.com/c2c/c.html
 http://www.bknd.com/ (CC5X, 1k free demo)
 http://www.htsoft.com/ (Free C for 16x84, 2MB download)

Das Problem der 13V in-circuit-Programmierspannung bei den 16F84 ist mit der 
16F87x-Reihe beseitigt, die von der Austattung her den 17ern ähnlich sind. 
Von http://www.scenix.com/ http://www.ubicom.com/ gibt es 
PIC16C5x-Nachbauten mit bis zu 75MHz.

> Kann man den in alten Bauanleitungen angegebenen PIC16C84 durch den
> PIC16F84 ersetzen ? 

Im Prinzip ja. Der 16F84 hat doppelt so viel RAM (daher geht's umgekehrt nicht 
immer) und man muss das ConfigBit PWRTE invertiert programmieren (das kann 
man aber an Programmiersoftware, die nur den 16C84 kennt, meist einstellen). 
Im Datenblatt zum PIC16F84A 35007a.pdf gibt es ein ganzes Kapitel mit den 
Unterschieden der Prozessoren.

> Lässt sich ein PIC16F84A mit Programmern für den PIC16F84 brennen ?

Im Prinzip ja. Allerdings will der A-Typ recht genau 13V an MCLR als 
Schaltspannung sehen, viele Primitivprogrammierschaltungen verwenden dort 
nur 9V. Also mal nachmessen. Siehe auch DS30189D.PDF von Microchip.

> Warum läuft mein PIC16C711 nicht mit dem Quartz, der am PIC16C71 geht ?

Es scheint Typen zu geben, deren Vorwärtsleitwert < 100uS statt 450uS ist.

> Warum funktioniert PortA von meinem PIC16F628 nicht wie vorgesehen ?

Es scheint Probleme mit diesem Chip und TRISA zu geben, das sich von selbst 
verstellt, siehe d.s.e Message-ID 3F17CA22.8060202@alpha.pl

> Warum funktioniert mein PIC16F648A beim EEPROM-Programmieren nicht ?

Siehe Errata 80151e.pdf "Unexpected program execution may occur during 
data EEPROM write cycles" in PIC16F648A Silicon revision A1.

> Warum kann ich aus meinem PIC16C5..JW auch nach dem Löschen nur 
> Nullen auskesen ?

Alle CP0 und CP1 protection bits auf 1 gesetzt ?

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F.7.3. Intel 8051 kompatible

Von unglaublich vielen Herstellern 

 http://www.computer-solutions.co.uk/info/micro-search/8051/bymanuf.asp

werden uC hergestellt, deren Kern (und damit Assemblersprache) kompatibel 
zum alten 8051er von http://www.intel.com/ ist, so dass sich viele Leute 
schon mit der Architektur auskennen und viele Beispiele existieren. 
Schon http://www.atmel.com/ hat eine ganze Palette vom kleinen AT89C2051 
über AT89C51/53, der auch mit externem Speicher erweitert werden kann, 
und den T89C51CC01 von Atmel/Temic mit 32k Flash, 2k EEPROM, 8*10bit 4, 
CAN Bus (der T89C51RD2 vergisst jedoch ohne Reset-Controller manchmal den 
Inhalt des Programmspeichers) bis 66 MHz. 

http://www.cygnal.com/ bietet 16*12bit A/D+2*12bit D/A, 64 I/O und 64k 
Flash+4k RAM, http://www.analog.com/ hat den ADUC824/834 mit 24bit A/D, 
3 x 16 bit A/D, 12 bit D/A, PWM und 62k Flash, 4k EEPROM, 2k RAM und 
http://www.infineon.de/ (Siemens) hat den (veralteten) 80C537 und neue C5xx, 
und http://www.dalsemi.com/ (Maxim) den 33MHz schnellen DS87C550, Silicon 
Labs den C8051F4 mit 100MHz, Tezzaron den TSCR8051L bis 200MHz, und 
http://www.ti.com/ den TUSB3210 mit USB Interface (miese Doku, kein 
Herstellersupport) Cypress EZ-USB (bessere Doku) oder den MSC1210 mit 
32k Flash (partitionierbar für Daten und Programm), 1k RAM, 24 Bit ADC mit 
PGA und 2 UARTs. Der Philips P89LPC932 hat wohl noch reihenweise
Maskenfehler.

Zum simplen Programmieren von AT89C2051/4051 gibt es BlowIt und Prog2051. 
Die grösseren AT89C sind nur parallel so wie Intel's 8751 zu programmieren. 
Die AT89S hingegen (bis auf 8253) lassen sich besonders einfach mit AVR ISP 
V2.65 über 5 Leitungen vom Parallelport eines PC programmieren. 
Man braucht einen anderen Adapter, um mit der Atmel "ISP89 Software" 
zu programmieren. Damit kann man dann den AT89S8253, sowie 
auch die neuen kleinen MCs AT89S4051 und AT89S2051 und weitere 
Typen der 89S / 89LS / 89LP -Serie programmieren.
http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/isp_C_v5.PDF
Dabei handelt es sich um einen JTAG-Adapter. Man braucht nur die Signale 
neu zuzuordnen. TCK=SCK TDO=MISO TMS=RST TDI=MOSI
(An manchen LPT-Ports könnte es mit den 100R-Serien-Widerständen
Probleme geben, dann ggf. auf 47R verringern.)
Hier ein Bsp. für vereinfachten Adapter und Anschaltung
http://www.fi.uba.ar/materias/6609/docs/NotasISP.pdf
Der Adapter lässt sich noch stark abrüsten, entspricht im
wesentlichen dem gängigen AVR ISP-Adapter, nur mit anderer
Belegung der Steckverbinder.
Bei den T89C von Atmel erfolgt die Programmierung über die serielle 
Schnittstelle, ebenso wie bei vielen von Philips. http://www.cygnal.com/ 
verkauft $99 billige Development Toolkits. Die anderen genannten Chips 
erfordern meist eine aufwändigere Programmierschaltung. GnuC gibt es 
leider nicht, aber Keil und SDCC.

 http://developer.intel.com/design/mcs51/docs_mcs51.htm
 http://www.cygnal.com/
 http://plit.de/asem-51/ (ASEM51)
 ftp://ftp.uni-stuttgart.de/pub/systems/msdos/programming/as (Alfred Arnold AS) 
 http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/isp_C_v5.PDF
 http://www.computer-solutions.co.uk/info/micro-search/index.htm (Vergleichsliste)
 ftp://rtfm.mit.edu/pub/usenet/comp.answers/microcontroller-faq/8051 (FAQ)
 http://www.lancos.com/ (PonyProg: RES-D7 MOSI-D5 SCK-D4 MISO-ACK, Probleme bei 

GHz-Pentiums)
 http://www.geocities.com/dinceraydin/8051/ (Silicon Studio AT89C2051/4051 BlowIt WinNT)
 http://www.pjrc.com/tech/8051/contrib/prog2051.zip (Paul Hoepping's Prog2051)
 http://www.aec-electronics.co.nz/software.htm (AT89S51, AT89S52, AT89S53 and AT89S8252)
 http://www.8052.com/
 http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc1486.pdf (89S ISP errata)
 http://www.vaultbbs.com/pinnacle/ (IDE)
 http://www.geocities.com/microcontrollers/ (Programmer, Robots)
 http://www.fsinc.com/devtools/default.htm  (IDE Demo 4k free)
 http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/~drdani/embedded/s51/ (Simulator)
 http://sdcc.sourceforge.net/ (C-Compiler)
 http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/applicationnotes/AN457.pdf (ext RAM)
 http://www.8051.co.kr/html/development/pdf/cpu_application_note/Philips/AN417.PDF (dyn RAM)
 http://www.b-kainka.de/basic.htm (BASIC für 51, 535, 537, auch Compiler)
 http://www.mikrocontroller-projekte.de/RC-Elektronik/Fahrtregler/ 
 http://www.PROuC.de/ (89S8252 programmer)

> Mein AT89S8252 lässt sich seriell (z.B. mit PonyProg) nicht programmieren.
> Er reagiert gar nicht und liefert immer 0xFF. Andere AT89S8252 gehen.
> Nein, mein Rechner ist nicht zu schnell für PonyProg.

Siehe http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc1486.pdf (89S ISP errata)

> Mein AT89S8252 liefert beim Programmieren immer 0x00, 0x01, 0x02, .. 0xFF, 0x00, 0x01, ...
> d.h. nur eine solche 'Programmdatei' lässt sich ohne Fehlermeldung brennen.

Dann sind die Lock-Bits (durch einen Programmierversuch mit fehlerhaftem Timing ? 
Durch Spannungsversorgungsprobleme ?) gesetzt. Lösche den ganzen Chip.

> Gibt's einen billigen einfachen Reset-Controller für den active high Reset der 
> 8051er, damit das interne EEPROM nicht versehentlich überschrieben wird ?

DS1833 (TO92), LM810/MAX810 (SOT23), TS836, ICL7665, TL7705 (DIL8)

Atmel hat dazu auch eine Application Note: "External Brown-out 
Protection for C51 Microcontrollers with Active High Reset Input"

Von: Dieter Petz

Der Keil C51 Compiler in der Version 4.01 ist bestens bekannt mit Falschmeldungen´
jeder Art. Danach die Fehler zu suchen ist meist Zeitverschwendung, 
Syntaxfehler werden meist nicht erkannt und die 'lustigsten' Fehlermeldungen 
produziert.

Verschiedene C-Compiler verlangen nach unterschiedlicher Syntax, z.B. bei der 
Definiton von Interruot-Routinen:

sdcc: void service_routine(void) interrupt 0 { }
Keil: void interrupt 0 service_runtime(void) { }

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F.7.4. EPROMs / GALs programmieren

Von: MaWin 17.7.2000 

Die Bauvorschläge sind meist nur für wenige Typen geeignet, und halten sich 
nicht 100% an die Herstellervorschriften. Wer sich was fertiges leisten will, 
der ist mit dem GALEP gut bedient (beherrscht erst ab Version 4 auch 3.3V 
Chips) aber der ist nicht von den Chipherstellern zertifiziert. Wenn man sich 
bei denen wegen nicht-programmierbarer Bausteine beschweren will (und bei hohen 
Stückzahlen will man das), kommt also nur ein noch teureres Gerät in Frage, 
z.B. von DataIO.

Kommerzielle Universalprogrammiergeräte enthalten meist hunderte von 
Transistoren um die Universal Pin Driver zu realisieren oder Spezial-ICs 
die Edge (http://www.semtech.com/) für Fertigungstestanlagen herstellt. 
Viel zu teuer oder aufwändig zum Selbstbau. Da man als Hobbyist aber 
sowieso nur wenige Chiptypen verwenden wird, und diese in grösserem 
zeitlichen Abstand, kann man es sich einfach machen, wenn man GND, VCC 
und VPP umsteckt. Alle (40) Pins kommen über ein Kabeljumperpatchfeld oder 
ein dickes vorverdrahtetes 84 pin Steckermodul an normale I/O eines 
Microcontrollers, der TTL kompatibel ist und zumindest bis 6.5V VCC toleriert, 
wie AT89S8252 und AT90S8515 und es werden nur die obigen Anschlüsse 
direkt mit per D/A-Wandler (TLC7528) einstellbaren Spannungsquellen 
verbunden. Macht 5 Chips (2*AT90S8515, TLC7528, MAX232, TLC272) 
tutto completti.

Programmieralgorithmen in den Datenblättern und hier:

 http://www.ti.com/sc/docs/products/military/prog_log/progspec.htm (PAL)
 http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Forum/8070/algo.htm (GAL)
 http://www.ictpld.com/programverify/ (PEEL)

Bauvorschläge:

 http://s-huehn.de/elektronik/ (2716-27C8001)
 http://www.willem.org/ (WILLEPRO 27/28/29C64-040,24/25C02-65,PIC16C84,12C508)
 http://home.t-online.de/home/holger.klabunde/homepage.htm (halbkommerziell)
 http://www.zws.com/products/index.html (halbkommerziell)
 http://www.devrs.com/e/
 http://www.progshop.com/ (halbkommerziell)
 http://www.telemaster.ru/cnclab/bidi.htm (russisch)
 http://www.lecad.uni-lj.si/~leon/electronics/eprom-programmer/index.html
 c't 1/90 2/90 4/90 8/90 3/92 4/94 EPROP + GAL Extender

GAL Programmiergeräte zum Selbstbau findet man unter

 http://www.geocities.com/ResearchTriangle/Forum/8070/galblast.htm
 http://www.embeddedtronics.com/public/Electronics/minidaq/userport/UserPort.zip (XP Port 

access driver)
 http://www.epsicom.com/kit1.php (Platine)
 http://www.student.dtu.dk/~s991363/avr/avrdude/winxp1.reg (kein Plug&Play an WindowsXP)
 http://www.hw.cz/Teorie-a-praxe/Konstrukce/ART644-GALblast---Programator-GALu.html 

(billigere Replika einer alten GALBlast Version)
 http://www.geocities.com/mpu51/gal/gal.html http://se-ed.net/mpu51/gal/gal.html (basiert 

auch auf GALBlast)
 http://www.asamnet.de/~hilgarte/galhome.php
 http://www.wrsonline.de/gabi.html (Atari)
 http://members.surfeu.de/matthias.prinke/electronics/galprog.pdf 
 http://elm-chan.org/reports/pgal/report_e.html

GALs brauchen auf Grund ihrer internen Struktur (Analogtechnik) unglaublich 
viel Strom und reagieren sehr empfindlich auf Latch-Up, also wenn die Spannung 
an einem Eingang mal höher ist als die Versorgungsspannung ist (das passiert 
z.B. wenn man im Betrieb mal einen entladenen 100nF Kondensator über die 
Versorgungsspannungsanschlüsse klemmt oder aus Versehen die Versorgungsspannung 
kurzschliesst und Kondensatoren an irgendwelchen Eingängen hängen) und zu viel 
Strom von den Eingängen über die Eingangsschutzdioden zum 
Versorgungsspannungsanschluss fliesst. Dann zündet intern ein Thyristor, 
schliesst VCC und GND kurz und das GAL stirbt an zu hoher 
Kurzschlussstromaufnahme. Wenn man Glück hat, ist es nachher 'nur' gelöscht 
(inklusive der PES). Viele GAL Anwender schwören auf eine externe zusätzliche 
Diode vom EDIT-Eingang (Pin 2, Anode) nach VCC um versehentliches Umschalten 
in den Programmiermodus zu verhindern.

Kommerziell:

 http://www.conitec.net/ (GALEP)
 http://www.xeltek.com/
 http://www.taskit.de/ (c't EPROP+)
 http://www.er-tronik.de/shopdh/catalog/product_info.php?products_id=3346 (RR-Prommer)
 http://www.elv.de/ (UP2000)
 http://www.needhams.com/
 http://www.aec.com.tw/ (Advantech Labtool, Adaptersockel beschrieben)
 http://www.hed.de/ (HED Chip)
 http://www.sg.com.tw/
 http://www.stag.co.uk/
 http://www.dataio.com/

Atmels FPSLIC (also AVR und FPGA in einem Gehäuse, leider externes EEPROM 
notwendig weil kein Flash drin ist) sind trotz 'Evaluation Kit' für Bastler 
ungeeignet, da die donglegeschützte IAR Software >500 Euro pro Jahr kostet. 
Grössere Stückzahlen bekommen eh nur gute Atmel-Kunden, also sind sie auch 
für Firmen uninteressant. ST fängt auch gerade an, einen uC mit (schlappen) 
16 Makrozellen zu erweitern.

Wer nicht unbedingt 5V-Teile braucht, sondern mit 3.3V oder 2.5V auskommt, 
findet bei Lattice kostengünstige ispMACH M4A CPLDs, erhältlich bei Reichelt 
und Kessler.

APEX20K FPGAs erfordern (entgegen ihrem Datenblatt), das VINT erst mit oder 
nach VIO angelegt wird (also Schaltregler für VINT an VIO hängen), sonst 
gehen sie in Latch Up.

Analoge FPAAs konnten sich bisher nicht durchsetzen.

 http://www.zetex.com/3.0/appnotes/trac/tan09.pdf

Von:  jetmarc

Ich finde, das wichtigste beim VHDL lernen ist, nicht die ganze Sprache 
zu lernen. Es gibt so viele Konstrukte die sich hinterher gar nicht 
synthetisieren lassen. Ich nenne das "akademisches VHDL". Die Fachbücher 
sind voll davon, und man kann daraus niemals funktionierende Chips machen. 

Stattdessen sollte man sich auf einen einfachen Grundnenner beschränken. 
Den findet man am besten in den Help-Dateien des Synthesizers, und im 
Usenet (comp.lang.vhdl).  Man braucht die Grundstruktur eines Registers, 
eines Latch, synchroner Reset, asynchroner Reset, kombinatorische Logik, 
Multiplexer, Tristate.  Dazu noch elementare Dinge wie if/case und die 
Zusammenführung mehrerer Blöcke durch port/map. 
Das ist einfacher zu lernen als C, und funktioniert auch in der Praxis !

> und wenn es statt VHDL echte Chips sein sollen...

 http://www.arraydesign.com/ (Analogarrays, hergestellt von http://www.zetex.com/, 

vertrieben z.B. von http://www.altec-ag.ch/, die nennen auch Preise)
 http://www.austriamicrosystems.com/ (eigene FAB)
 http://www.prema.com/ (bipolar analog)
 http://www.elmos.com/ (digital)
 http://www.gemac-chemnitz.de/ (Chemnitz)
 http://www.ic-haus.com/ (auch Opto)
 http://www.xfab.com/ (Erfurt, mixed signal Waferproduktion, Umsatz < 100Mio/Jahr)
 http://www.ihp-microelectronics.com/ (Frankfurt/Oder)
 http://www.creativechips.com/ (Bingen)
 http://www.trias-mikro.de/ (Krefeld)
 http://www.mixed-mode.de/ (München)
 http://www.systemonic.com/ (Philips)
 http://www.tlsi.com/products/customAsics.shtml (Telefonics)
 http://www.sci-worx.com/ (Sican, Hannover, Braunschweig)
 http://www.mazet.de/
 http://www.prodesigncad.de/  (Erfurt) http://www.isytec.com/  (Erfurt)
 http://www.micro-hybrid.de/ (Hybrid, Thermopile, Beschleunigungssensoren)
 http://www.minitron.com/deutsch/UltEqu.pdf (Werkzeuge dazu)

Um das Epoxy bestehender Chips aufzulösen tut es Dimethylsulfoxid oder ganz 
langsam in verschlossener Dose Tangit Anlöser = Tetrahydrofuran (wird weich) 
oder kochende konzentrierte (wasserfreie) Schwefel- oder Salpetersäure.

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F.7.5. EPROMs löschen

Von: MaWin 17.7.2000

EPROMs werden durch ein paar Minuten Bestrahlung mit UV-Licht der Wellenlänge
254nm gelöscht. Dazu tut's keine Schwarzlicht-, Bräunungs- oder 
Insektenkillerlampe oder UV-LED, sondern nur eine G4T5 oder TUV4, als 
Ersatzlampe für EPROM-Löscher von http://www.conrad.de/ 982270, 
http://www.reichelt.de/ und anderen für ca. 15 EUR zu haben (oder die 
ozonerzeugenden 185nm Lampen, aber die wird man auch kaufen müssen, und Ozon 
ist schädlich, das wäre dann also eher ein Fehlkauf):

Man muss diese Lampe in einen lichtdichten Kasten einbauen, da das Licht die 
Netzhaut schädigt (http://www.misty.com/~don/uvbulb.html). Man betreibt die 
Lampe in einer Fassung mit Drossel und Starter für 4 Watt Leuchtstoffröhren, 
oder an der Elektronik einer zerbrochenen 5 Watt Energiesparlampe. Lege die 
Chips in Leitschaumstoff ca. 1 cm bis 3 cm an die Lampe ran.

 http://www.geocities.com/dsaproject/electronics/eprom/eprom_eraser.html
 http://www.mikeg2.freeserve.co.uk/eprom/eraser.html

National Semiconductors schreibt: "The recommended integrated dose is 
6Wsec/cm2 at a wavelength of 254nm." Und an anderer Stelle: "If the device 
appears erased after 8 minutes, continue exposure for a total of 24 minutes." 
Das gilt für uralte ebenso wie für aktuelle Chips.

 http://www.rottmerhusen.com/etronisch/eraseprom/eraseprom.html (Verlauf)

Bevor ihr einen eigenen Zeitgeber baut: Schaut doch mal, ob ihr den nicht aus 
einer alten Mikrowelle/Grill ausschlachten könnt. Auch Treppenlichtautomaten 
gehen. Ansonsten gibt es fertige digitale Steckerschaltuhren mit Count-Down 
Timer für keine 10 EUR, meist aber nur im Minutentakt. Musst halt mal im 
Baumarkt suchen... Zum Selbstbau von Langzeittimern mit Zeiteinstellung per 
Poti ohne Displayanzeige eignet sich der CD4541.

 http://www.hobby-elec.org/e_counter.htm (ohne uC)
 http://www.hobby-elec.org/e_pic6_3.htm (mit uC)
 http://www.microchip.com/ AppNote AN615 "Clock Design using Low Power/Cost Techniques" 

beschreibt PIC16C54 Uhr mit 99 Minuten Count-Down Timer leider nur Alarm ohne Schaltausgang
 http://www.hut.fi/~jalapaav/Electronics/Exptimer/ (leider nur C-Programm ohne I2C 

initialize/sendbit Funktionen, TRIAC ohne Snubber und Sicherung dargestellt, Versorgung aus 

Steckernetzteil)

> Kann man EPROMs mit Röntgenstrahlen löschen ?

Von: W.Riedel 9.5.2001

Habe ich doch: 1980er mit OTP-2708 in Kunststoffgehäuse. 
Quelle war ein Röntgenfluoreszenzspektrometer. Anodenspannung 40 kV. 
Strahlungsintensität unbekannt, aber ausreichend, um in einer roten 
PVC-Halterung nach einigen Versuchen eine gelbliche Verfärbung zu 
erzeugen. Mehrere kurze Löschzyklen mit anschliessendem Auslesen, 
sollten ausreichende Löschdauer bestimmen. Hat geklappt, lohnt sich 
aber nicht. Eines ist jedoch sicher: Einige Gepäckdurchleuchtungen 
können keine EPROMs löschen. (Wurde manchmal vermutet).

Es sieht so aus, als ob die meisten Chips mit Dosen zwischen 10kR und 100kR 
gelöscht werden, das dabei aber der Chip selbst so beschädigt wird, das z.B. 
die Stromaufnahme DRASTISCH ansteigt und der Datenerhalt nach 
Neuprogrammierung nicht mehr gewährleistet werden kann.

*-----
F.7.6. Massenspeicher an Mikrocontrollern

> Wie schliesse ich eine Festplatte / CD-ROM / DVD-ROM / CompactFlash
> an meinen Microcontroller an ?

Im Prinzip: Direkt. Vorausgesetzt es sind genügend PortPins frei. Ein 16 bit 
uC macht die Arbeit einfacher. Unter den unendlich vielen MP3-Projekten 
wird auch eines mit deinem Controller sein. Schwieriger ist es, ein Projekt 
zu finden, was Daten auch schreiben kann (eh nur auf Festplatte/Flash), 
weil man dafür fast das ganze DOS nachbilden muss. Das passt kaum in 8k 
Programmspeicher :-(

 http://www.sandisk.com/tech/oem_design/cf/Cf_ide.pdf
 http://www.pcguide.com/ref/hdd/if/ide/std.htm
 http://margo.student.utwente.nl/el/pc/hd-info/ide-tech.htm
 http://www.blkbox.com/~jdbaker/SmallSys/8bitIDE.html
 http://home.freeuk.net/c.ward/6502/ (IDE an 6502, keine Software ?)
 http://members.tripod.com/piters/atari/astide.htm (IDE an Atari)
 http://www.kreapc.de/  (IDE an PC)
 http://www.ata-atapi.com/
 http://www.nomad.ee/micros/8052bas.html
 http://www.myplace.nu/mp3 (yampp, IDE an AVR)
 http://www.mp3projects.com/
 http://www.yampp.com/
 http://www.8052.com/
 http://hmpeg.virtualave.net/ (HMPeg, IDE an AVR, nicht funktionssicher)
 http://marcus.overhagen.de/mp3player/ (IDE an AVR)

> Wie schliesse ich ein Floppylaufwerk an einen Mikrocontroller an ?

Nicht direkt :-( Die Floppy liefert Takt und Daten auf einer Leitung und es 
muss ein Datenseparator her. Dafür sind Mikrocontroller i.A. zu langsam, 
man braucht mindestens 16Msps Abtastrate. Aber es gibt kleine feine 
Single Chip Floppycontroller, gerade auf uralten PC Multifunktionskarten, 
wie Goldstar GM82C765, HMC HM83740, Winbond W82765, 
die auf der einen Seite einen 8 bit Bus haben und auf der anderen direkt 
den Anschluss eines Floppylaufwerks erlauben. Und da man bei einem 
Mikrocontroller eh Treiber bräuchte, um die Floppylaufwerkanschlüsse 
mit ausreichend viel Strom bedienen zu können, sind es auf diese 
intelligente Art sogar weniger Bauteile.

Wie man den Controller bedient, steht im BIOS deines Rechners :-) Das 
komplizierte kommt erst noch: Man muss das DOS nachbasteln. Daher ein 
Tip, wenn man nur Daten schreiben will (z.B. 32k): Einfach mal eine Floppy 
auf dem PC so formatieren und beschreiben, dann (mit DEBUG) 
nachschauen was draufsteht, und vom uC nach dem Neuformatieren alle 
Sektoren, ausser den eigentlichen Datensektoren, ohne Verständnis des 
Inhalts schreiben lassen, wie sie auf der Beispiel-Floppy waren. Die Datei 
hat dann zwar immer dasselbe Datum (der uC weiss vermutlich eh nicht wie 
spät es ist), und Bad Sectors kann man nicht ausmappen (sondern muss  
eine solche Floppy mit Verifyfehler abweisen), aber was soll's...

Auf Grund der Unzuverlässigkeit von Floppys, die auf einem anderen 
Laufwerk beschrieben werden als sie formatiert wurden, sollte man die 
Floppy auch stets formatieren.

> Und wie schliesse ich einen USB-Memory-Stick, eine SD/MMC Karte an ?

Das sind serielle Protokolle, bei denen man über die notwendige 
Hardwareunterstützung am uC verfügen sollte (USB, SPI) damit 
die Datenübertragung ausreichend schnell geht. Man findet 
Quellcode bei den passenden uC ebenfalls im MP3-Player Umfeld.

Gute Erklärungen vieler Interfaces und Beschaffungsquellen für Stecker

 http://www.interfacebus.com/

*-----
F.7.7. Flash-EEPROMs

> Ich suche ein möglichst grosses seriell ansprechbares Flash-EEPROM

AT45Dxxx von http://www.atmel.com/, Geht bei 1 MBit los. gibt's bei 
http://www.ineltek.de/ (11,80 EUR P&V) und http://www.segor.de/ zu 
kaufen, und http://www.ssti.com/ bei http://www.endrich.com/ zu bekommen, 
und 512kBit gibt es bei http://www.st.com/ mit I2C

Und wenn das Flash nicht will: Für scharfe Flanken auf den Timing-kritischen 
Leitungen sorgen, und einen dicken Bypass-Kondensator (4u7 Ta) an VCC.

> Warum funktioniert mein serielles 93C46 EEPROM nicht ?

Manche 93C46 haben einen Write-Protect-Pin, manche nicht. 
93C46 gibt es mit 8-bit- sowie mit 16-bit-Organisation, manche 
Typen sind über einen Pin (ORG) auf 8- oder 16-bit konfigurierbar. 
93C46 gibt es mit verschiedenen Versorgungsspannungs-Spezifikationen, 
nicht jeder läuft z.B. mit 3.3V, die meisten jedoch mit 5V. 
Die genau zu den Chips passenden Datenblätter wären da sicher hilfreich. 
Oder die Serie einfach meiden.

> serielles RAM:

 Sharp 52CV1000SF85LL 128kx8 SRAM im Gameboy
 http://www.edgar-conzen.de/deutsch.html EC128K8IIC 128kx8 SRAM Platine mit I2C
 Xicor XC25401 256k NOVRAM
 Ramtron FM2516 16k FRAM
 OKI MSM63V89C (1Mb), MSM6684 (4Mb), MSM6685 (8Mb) SRAM

> Was ist der Unterschied zwischen Flash und einem EEPROM ?

Beides sind EEPROMs, also elektrisch überschreibbare Festwertspeicher. Beim 
teureren EEPROM kann man einzelne Bytes ändern, bei den Flash-EEPROMs kann 
man nur ganze Seiten (eventuell den ganzen Chip) löschen, dafür sind sie pro 
Bit billiger und mit grösserer Kapazität erhältlich. Im Allgemeinen sind die 
nicht-Flash EEPROMs auch öfter überschreibbar, aber schau in's Datenblatt. 
Bei beiden gibt es Varianten, die eine extra Programmierspannung von meist 12V 
benötigen, und solche, die sich aus der 5V Betriebsspannung selber eine machen. 

> Was ist der Unterschied zwischen NOR und NAND/AND Flash ?

Der interne Aufbau. Der führt allerdings dazu, das bei NAND/AND-Flash nicht 
garantiert werden kann, das alle Bits richtig programmiert werden. Obwohl viele 
NAND/AND-Chips EEC (Error Correction) enthalten, verwendet man also besser 
NOR-Flash für Programmspeicher, und NAND eher für Audio oder solche Daten. 
Beim NOR-Flash hängen alle Speicherzellen nebeneinander an der Wortleitung 
(wired OR), beim NAND Flash ist jeweils nur ein Bit mit der Wortleitung 
verbunden, die anderen Bits dahinter, deswegen braucht NAND weniger 
Verdrahtungsfläche und bietet doppelt so viel Kapazität pro Fläche. NOR lässt 
sich schnell direkt adressiert auslesen (random access), bei NAND ist hingegen 
der sequentielle Zugriff schneller. Inzwischen speichert man 2 und sogar 4 bit 
in einer Flash-Speicherzelle.

*-----
F.7.8. A/D - D/A Wandler

> analog? digital?

Von: Joachim Wehlack, 3.9.05

Ein Signal ist digital, wenn eine abzählbare Menge von Signalzuständen 
definiert ist und analog, wenn die Menge von Signalzuständen nicht per 
Definition eingeschränkt ist. 
Wenn z.B. *alle* Werte zwischen 4 mA und 20 mA als gültig definiert sind, dann 
ist die Menge gültiger Werte unendlich groß. Es ist dann ein Analogsignal.

> Welche Analog->Digital und Digital->Analog Wandler sind denn für
> einfache Anwendungen zu empfehlen ?

(und vor allem billig...) Einfache softwarebasierte A/D-Wandlung ? 

 http://www.national.com/ AN-952 "Low Cost A/D Conversion Using COP800"
 http://www.microchip.com/ AN513 "Analog to Digital Conversion Using a PIC16C54"
 http://www.atmel.com/ AN524 "Analog-to-Digital Conversion Utilizing the AT89CX051 

Microcontrollers"
 http://www.zilog.com/ AN04001 "Analog-to-Digital Conversion Techniques Using ZiLOG Z8 MCUs"

Bis 6 bit gehen selbstgebaute R-2R-Ketten aus 1% Metallfilmwiderständen an 
einem ordentlichen HC-MOS-Ausgang (nur der liefert 'fast' 0V und 'fast' 5V, 
vorausgesetzt man betrachtet die +5V als Referenz oder gewinnt sie aus einer 
Referenzspannungsquelle (LM336-5.0, bei LS-TTL sind die Spannungen zu 
ungenau), aber für mehr als 6 bit braucht man 0.1% Widerstände und die sind 
teurer als fertige Chips.
 --+          hier 0-5V, mit 5k Belastungswiderstand an Masse kommen 0-2.5V,
 Q0|--10k--+-----|+\      oder TLC271 oder so an 12V oder mehr ergibt
   |      5k     |  >-+-- 0-10V Ausgang
 Q1|--10k--+   +-|-/  |
   |      5k   +--10k-+
 Q2|--10k--+   |  
   |      5k  10k
 Q3|--10k--+   |
   |      5k Masse
 Q4|--10k--+
   |      5k (bitte exakt 5k, nicht 4k7, lieber 2*10k parallel)
 Q5|--10k--+--10k-- Masse
 --+

Analogausgänge gibt es bei uC fast nicht, weil die einen abweichenden 
Herstellungsprozess mit lasergetrimmten Dünnschichtwiderständen auf 
dem Chip benötigen würden. Man verwendet statt dessen schnell mit 
variablem prozentualen Tastverhältnis zwischen HI und LO wechselnde 
Digitalausgänge, sogenanntes PWM (pulse width modulation), für die 
die meisten uC Hardwarezähler besitzen, und bildet mit einem Filter den 
Mittelwert der Ausgangsspannung. 
Möchte man 8 bit auflösen, darf sich die Spannung an C pro Impuls nur 
um 20mV ändern. Sie wird sich aber auch nur in so winzigen Schritten an 
die Sollspannung annähern. Besteht der Impuls aus 256 Zeiteinheiten a 1 us, 
also 256us, und der C aus 1uF, darf R minimal 33kOhm betragen. Dadurch braucht 
der Ausgang 0.2 Sekunden, bis er sich auf 1/256tel (20mV) an die Sollspannung 
angenähert hat. Man versucht also eine hohe Frequenz, möglichst unterstützt 
durch PWM Hardware im uC, zu benutzen. Wird man zu schnell, verschlechtert 
die endliche Flankensteilheit des PWM-Ausgangs wieder das Ergebnis. 
Es kann sich auch lohnen, statt dem simplen RC-Filter einen mehrstufigen aktiven 
Filter mit besserer Sprungantwort zu verwenden, z.B. einen 4 poligen Bessel. 
Damit die Ausgangsspannung halbwegs genau wird, sollte der PWM-Ausgang 
symmetrisch sein. Ausgänge eines uC der 8051 Familie sind nicht so gut, weil sie 
nicht auf gleiche Art nach Masse und +5V verbinden. Es kann sich lohnen, einen 
74HCxx als Puffer zu verwenden den man mit einer genauen Referenzspannung 
versorgt, z.B. aus einem LM336-5, damit die Analogspannung ähnlich genau 
werden kann.

 http://www.microchip.com/ AN538 "Using PWM to Generate Analog Output"
uC --R--+-- Analog (gering belastbar) --|+\      besser
        |                               |  >-+- belastbar
        C                             +-|-/  |
        |                             +------+
      Masse

Echte D/A - A/D-Wandler

 4*6 bit D/A: MC144111 (SPI, obsolet)
 6*6 bit D/A: MC144110 (SPI, obsolet)
 8 bit D/A 3*8bit A/D: PCF8591
 8 bit A/D: ADC0804
 8 bit D/A: DAC0808, TLC/MX/AD7524
 2*8 bit D/A: TLC/MX/AD7528, MAX522, MAX549A
 4*8 bit D/A: TLC5620, MAX520, MAX534
 8*8 bit D/A: TLC5628, MAX521, MAX528, MB88347
 8*8 bit A/D: ADC0838, AD7829
 11*8 bit A/D: TLC2543
 12*8 bit D/A: M62366 M62352A M62392 M62398 MB88346B
 2*10 bit D/A: LTC1661
 3*10 bit D/A: M62362 
 8*10 bit A/D: AD7812, MAX192, LTC1090
 12 bit A/D: LTC1298 (supply ratiometric), LTC1286
 12 bit D/A: MAX538, LTC1451. LTC1257
 8*12 bit A/D: MAX186, LTC1290
 2*12 bit D/A: MAX532, LTC1454, TLV5618
 16 bit D/A Audio: TDA1543, TDA1541, TDA1311, LC7881
 besseres Audio: AK5394a (Asahi Kasei) 

http://www.asahi-kasei.co.jp/akm/en/product/ak5394a/ek5394a.pdf
 Audio D/A I2S: UDA1338H (Philips)
 ADAV802 (analog, S/P DIF)
 CS5520 CS4398 24 bit Audio 120dB Dynamik -107dB THD+N
 24 bit A/D: LTC2400/2402 (Linear), AD771x/773x (Analog), ADS1242/1243 (TI)
 8 bit Lautstärkeregler: CS3310 (Cirrus/Crystal) PGA2310 (TI) BH3532 (Rohm)
 Mischer: SSM2163 (Analog)
 elektronische Potis für mehr als 5V: AD7376, X9312

bei mehrkanaligen bis 10bit A/D sind die in uC eingebauten meist billiger, 
manchmal braucht man aber einen teureren Besseren, schliesslich stört 
der uC spätestens das 9te Bit seines eigenen Wanders selbst. 

Grundlagen zum Einsatz von D/A-Wandlern als Potiersatz siehe AN-19.PDF 
von http://www.analog.com/.

> Datenerfassung am PC

Das Gameport dient bereits als A/D-Wandler, allerdings für einen regelbaren 
Widerstand von 0 bis 100k Ohm. Durch den wird, intern über weitere 2k2 in 
Reihe, ein 10nF Kondensator im PC geladen bis er 3.3V erreicht hat und vom 
BIOS die dazu benötigte Zeit mit einem Zahlenbereich von 0 bis 255 gestoppt. 
Schon der Anschluss von anderen Potis (Kreuzknüppel Funkfernsteuerung, 
regeln meist nur von 2k bis 3k) bereitet Schwierigkeiten. Wenn man jedoch 
überlegt, das durch den Joystick ein mittlerer Ladestrom zwischen 33uA und 
1.5mA fliesst, erkennt man, das extern eine (steuerbare) Stromquelle reicht. 
Der Strom durch das 2-3k Poti führt zu einem Spannungsabfall von 0.68-0.955V 
am 510R. Der Stromspiegel überträgt diesen Spannungsabfall auf den 180R, 
wo entsprechend weniger Strom durch den Transistor in das Gameport 
fliesst. Und damit bei der 3k Poti Einstellung nur sehr wenig Strom fliesst, 
wird der 180R mit dem 330R/47R Spannungsteiler auf eine 0.62V unter 5V 
vorgespannte Spannung gelegt. Der 47R macht also Nullpunktanpassung, 
der 180R bestimmt die 'Verstärkung' zur Anpassung an eigene Potis.
  +------+----:------- +5V
  |     47R   :
 510R  +-+-+  :
  |  330R 180R:
 E|    |   |E : PC Gameport
  >|-+-(--|<  :
  +--+ |   |  :
 Poti  |2* +--:-2k2-+- NE555
  |    |BC557 :    10nF
  +----+------:-----+- GND

Wer eine Spannung messen will, baut stattdessen eine spannungsgesteuerte 
Stromquelle vor das Gameport (klassische Howland-Variante reicht, genauer ist 
das Gameport eh nicht), mit einem OpAmp der am Ausgang bis mindestens 3.5V 
geht inklusive dem Spannungsabfall am Messwiderstand bei Maximalstrom.

Es tut auch eine mit hoher Frequenz mit 0-100% PWM gepulste 5V Spannungsquelle
                  +-100k-- +5V
 0-100% PWM --|>|-+------- Gameport


 http://www.franksteinberg.de/
 http://www.quasarelectronics.com/3118.htm (freie Software für praktisch direkt 

angeschlossene Chips)

Den MAX186 (8 Kanäle mit 12 bit) oder MAX192 (8 Kanäle mit 10 bit) kann man auf 
Grund des niedrigen Stromverbrauchs direkt an den seriellen Port des PC 
anschliessen und mit einem ganz einfachen Programm 8 Spannungswerte in 
Millivoltschritten von 0V bis 4,095V oder -2,048V..2,047V auslesen
      MAX186/MAX192    +-100u--+
 0-4V  +--------+  +5V +-ZD5V1-+
 In1 --|1    VDD|------+-|<|-+ |
 In2 --|2   SCLK|-47k--------+-(-- DTR
 In3 --|3     CS|------+-------+-- GND
 In4 --|4    DIN|-47k--(-----+-(-- RTS
 In5 --|5   STRB|-     (     | |
 In6 --|6   DOUT|------(-----(-(-- CTS
 In7 --|7   DGND|------+     | |
 In8 --|8   AGND|------+     | |
    +--|VSS  ADJ|-100n-+     | |
    | -|SHDN REF|--10u-+     | |
    |  +--------+            | |
    +------------------+-|>|-+ |
                   -5V +-ZD5V1-+
                       +-100u--+
 http://www.franksteinberg.de/SOURCE/MAX192.BAS

Ähnliches geht mit LTC1290 (8 Kanäle mit 12 bit) und LTC1090 (8 Kanäle mit 10 bit) 
siehe DN35.PDF von http://www.linear.com/ und http://www.conrad.de/ 190226 und 
967653 und auch http://www.franksteinberg.de/SOURCE/LTC1290.TXT 
bzw. dem Evaluation-Kit des 68HC11A1 (Bauplan in pcbug11.pdf) im Special Bootstrap 
Modus, also MODA und MODB an GND. Es besteht lediglich aus dem 68HC11A1, einem 
MAX232, einem MC34064-5, 8MHz Quartz und den üblichen Kondensatoren und Pull-Ups 
(und einen 7805 Regler) und ist somit für weniger als 10 EUR auf Lochraster 
aufbaubar bzw. fertig erhältlich bei http://www.elektronikladen.de/ .

http://www.circuitcellar.com/library/designforum/features/KL-9503012/index.asp

Der 68HC11 stellt 8 analoge Eingänge mit 8 bit Auflösung und mehrere 
digitale Ein- und Ausgänge zur Verfügung. Davon können einige Dank 
hardwareunterstützer PWM zur Ausgabe einer gemittelten (durch RC oder 
aktive Filter wie Bessel geglätteten) Analogspannung verwendet werden. 

Der 68HC11 wird über den MAX232 mit der seriellen Schnittstelle des PC 
verbunden. Man schreibt ein winziges Programm, das in den 512 Byte des 
internen EEPROM des uC Platz findet, das die Werte der A/D-Eingänge 
seriell an den PC sendet und vom PC die Anweisungen erhält, welche 
Ausgänge einzuschalten sind. Nachher wird man PD0(RxD) mit PD1(TxD) 
verbinden. Das Programm läuft dann selbsttätig aus dem EEPROM ab 0xB600 
los. Diese Schaltung ist billig, einfach, passt an jeden PC, ist wegen der 
seriellen Schnittstelle leicht zu Programmieren, und der uC kann kleine 
Tätigkeiten direkt ausführen, z.B. Umrechnungen oder eben die 
PWM-Signale erzeugen. Als Protokoll zur Kommunikation mit dem PC kann 
man einfaches ASCII verwenden, mit CRLF als Datensatztrenner und zur 
Synchronisation. Leider habe ich kein fertiges Programm. Vielleicht schickt 
mir jemand eines, das ausreichend universell ist.

Aber der 68HC24 Porterweiterungschip wird nur noch von http://www.tekmos.com/ 
hergestellt (http://www.elektronikladen.de/ verkauft ihn), ebenso wie der 
X68C75 nicht mehr von http://www.xicor.com/ hergestellt wird, insofern ist 
der 68HC11 nicht mehr so interessant wie früher.

Verbessern kann man das über eine genauere analoge Referenzspannung 
per LM336-5.0 und Eingangsverstärker wie z.B. LMC6484 mit Trimmpotis für 
Verstärkung und Nullpunkt, sowie Ausgangsverstärker wie ULN2803 oder 
Schrittmotortreiber wie L297+L298. Dadurch wird ein richtig universelles 
Teil daraus, je nach Anwendungsgebiet (Messtechnik, Roboter). Hier zur 
ratiometrischen Temperaturmessung mit Platinwiderstandssensoren: 
  +-----+---+------- Vref+ 
 R1    R2   |               Beispielwerte (hängen ja vom gewünschten Temperaturbereich ab)
  +-----)---)-R3-+          R1 = 3k9
  +-----)--|+\   |          R2 = 39k
  |     |  |  >--+-- A/D    R3 = 107k
  |     +--|-/   |          R4 = 1k
 Pt1000 +---)-R5-+          R5 = 27k
  |    R4   |   
  +-----+---+------- Vref-
 
Im Prinzip kann man das auch mit anderen Microcontrollern aufbauen, wie 
dem AT90S8535 (10 bit A/D), oder uC von Cygnal (12 bit A/D, echtes D/A) 
oder Temic (10 bit A/D), aber die haben für diese Anwendung eigentlich zu 
viel Programmspeicher und sind daher unnötig teuer.

Verwendet man zur Temperaturmessung den LM75 (3.3V oder 5V) oder LM76, 
so sollte man einen Entkoppelkondensator (z.B. die üblichen 100nF) über die 
Versorgungsspannungsanschlüsse löten und einen 1k Widerstand in Reihe vor 
den SCL Eingang löten, sonst zeigt das Teil eventuell falsche Temperaturen an 
(ggf. 120GradC statt 40GradC weil Strom über die Eingangsschutzdiode fliesst). 

*-----
F.7.9. serielle Schnittstelle RS232

Auf der seriellen Schnittstelle werden digitale Signale mit (für Digitaltechnik) 
hoher Spannung (LO = 3..15V, HI = -3..-15V) aber kurzschlusssicher mit 
Strombegrenzung (10-20mA, so als ob ein 330 Ohm Widerstand in Reihe liegt) 
übertragen, so das sich die Schnittstelle eignet, um daraus Kleingeräte 
(Computermaus) zu versorgen. Der Norm-Eingangswiderstand liegt bei 
3 bis 7kOhm, ein RS232 Ausgang sollte auf 20mA und 30V/us Slew-Rate 
begrenzt sein.
Auf Senderseite liegen die notwendigen Versorgungsspannungen (10..15, 
-10..-15V) bei einfachen Geräten, die meist nur mit 5V versorgt werden, leider 
nicht vor. 
Es gibt deshalb den Klassiker MAX232 (auch ICL232, AD232, HIN232, ST232, 
LT1x81...), der aus 5V per Kondensatorwandler selbst +10V und -10V macht. 
Nimm Alu-Elkos, keine Tantalkondensatoren, der teurere MAX232CPE kommt 
sogar mit noch kleineren Keramik-Kondensatoren aus. 
Der LT1x81 ist wohl weniger ESD empfindlich, der HIN232 kritischer in 
der Anwendung: Bei ihm darf beim Einschalten keine Last an V- hängen. 
Siehe d.s.e Message-ID 3CC041A6.AECF9D43@ibl-automation.de 
Damit spart man sich den Aufwand, den man mit einem SN75185=GD75232, den 
MC1488=SN75188/MC1489=SN75189 oder MAX202/AD202 hätte. Schliesst man auf 
Empfängerseite einen (ausreichend schnellen !) Optokoppler mit Schutzdiode 
(1N4148) an
                   +---+
 Signal ----1k--+--|A C|--+--470R-- +5V
          +-|>|-+  |  B|  +-------- Signal
 Masse  --+--------|K E|----------- GND
          1N4148   +---+  6N136

spart man sich die teure galvanische Trennung auf Senderseite (MAX250 mit 
Trafo und Optokopplern), ausserdem ist das kompatibel mit einer 20mA 
Stromschleife (HCPL4100/4200).

Da eine serielle Schnittstelle mehrere (Steuer-)leitungen hat, kann man, 
wenn man softwareseitig dafür sorgt, das mindestens 2 Steuerleitungen 
unterschiedlichen Pegel haben, auch die Spannungsversorgung vom 
Muttergerät nehmen und einen RS232-kompatiblen Ausgang daraus ableiten. 
Den Kurzschlussschutz liefert das Muttergerät.
          +-|>|----+--+--+-- +10V --+----+
          |  +-|>|-+  |  |+         |    |
          |  |  +-|>|-+ Elko        |  +---+ 1/4 LC4966
 Steuer --+  |  |        |          +--|A  | oder OpAmp
 Signal --)--+--)--    Masse      -----|S X|-- Ausgang
 Steuer --)--)--+        |+         +--|B  |
          |  |  +-|<|-+ Elko        |  +---+
          |  +-|<|-+  |  |          |    |
          +-|<|----+--+--+-- -10V --+----+

Ein anderer interessanter Weg findet sich hier http://www.oliverbetz.de/icl.htm 
und hier http://www.web-ee.com/Schematics/5V_RS232/5V_RS232.htm

Den MAX232 kann man auch verwenden, wenn man in einer Digitalschaltung mal 
eben wenige mA aus +10V/-10V zur Versorgung von Operationsverstärkern braucht. 
Braucht man die serielle Schnittstelle nicht, oder hat man Angst das bei 
Belastung der seriellen Schnittstelle die +10V/-10V zusammenbrechen, macht das 
der LT1026 oder MAX680/681. 
Aber besonders sauber ist die auf diese Art erzeugte Versorgungsspannung nicht. 
Nun, eine per StepUp Schaltregler erzeugte Spannung wäre es ebenfalls nicht. 
Also gut filtern.

*-----
F.8. LEDs

Von: MaWin 30.4.2001

Das 'kalte', farbenreine Licht der Leuchtdioden fasziniert viele Leute. Als 
einfache Kontrollanzeigen oder Hintergrundbeleuchtungen sind LEDs inzwischen 
jedem bekannt. Aber ebenso ranken sich auch heute noch Mythen um die Dinger.

Die Helligkeit von LEDs reicht von unter 1 Millicandela bis über 1 Candela, die 
hellsten LEDs entsprechen also tausenden von Billig-LEDs aus dem 
'Sortimentsbeutel' (sprich Ausschuss), obwohl der Strombedarf (20mA) derselbe 
ist. Der Wirkungsgrad der hellsten LEDs (mit Ausnahme selektierter nagelneuer 
3 Watt Luxeon Star LXHL-LW3C) liegt in demselben Bereich, wie der 
Wirkungsgrad von Halogenlampen, nämlich noch unter 10%. Damit produziert 
eine blaue oder weisse LED aus 3.6V@20mA=72mW nur 6mW optische Leistung 
(http://www.nichia.co.jp/). LEDs sind also nur deswegen kalt, weil so wenig 
elektrische Leistung hineingeht. Dadurch kann eine LED nicht spürbar warm 
werden. Will man dieselbe Lichtmenge wie bei einer Halogenlampe erzeugen, 
muss man viele LEDs verwenden, und dieses LED-Array wird dann ebenso viel 
(Ab-)Wärme erzeugen, wie die Halogenlampe und ebenso heiss (wer ein Mal 
vor einer LED-Videowand gestanden hat, weiss wie heiss LEDs strahlen können). 
Dummerweise vertragen LEDs nicht so viel Wärme...  
Also vergesst besser LEDs als Zimmerbeleuchtung, Halogen ist billiger und 
einfacher zu verwenden. Für wenig Licht (Taschenlampe, Fahrradlicht), tun 
es 1 Watt oder 3 Watt LEDs von http://www.luxeon.com/ http://www.cree.com/  
http://www.nichia.com/ (NCCW002E) oder http://www.osram-os.com/ (LA W57B, 
LY W57B) Die Linienlampen von http://www.advancedillumination.com/ sind leider 
sauteuer.
Lediglich wenn man farbenreines Licht haben will, das man aus einer weissen 
Lichtquelle erst mühsam per Farbfilter erzeugen müsste, steht eine LED besser 
da als eine Halogenlampe mit Farbfilter, das macht sie z.B. bei einer 
Dunkelkammerleuchte effektiv (allerdings fällt mir nicht ein wozu man gerade 
in dem Fall auf teure Art Strom sparen sollte). 
Beim http://www.mood-light.com/ strahlen je 7 superhelle rote/grüne/blaue 5mm 
LEDs seitlich in ein Kachelviertel, macht 5 Watt LED-Input, Rest versackt in 
der uC-gesteuerten PWM-Elektronik. Die LEDs kosten bei Reichelt 184 EUR. 
Es bringt auch nichts, eine LED zur angeblichen Helligkeitssteigerung mit 
Impulsen höheren Stroms zu betreiben, z.B. statt 20mA nur 10% der Zeit 200mA 
zu verwenden. Die LED wird NICHT heller, weil der mittlere Strom und damit 
die mittlere Helligkeit gleich ist, stattdessen sind die Verluste minimal 
höher. Probierts einfach selber aus bzw. lest mal ein LED-Datenblatt.
Bei extremer Abkühlung steigt bei gleichem Strom die Flussspannung der LEDs 
stark an, die Farbe wird bläulicher, die Helligkeit bleibt jedoch vergleichbar.
 
 http://www.misty.com/people/don/led.html
 http://www.ledmuseum.org/
 http://www.roithner-laser.com/ (LEDs in allen Wellenlängen)
 http://www.toolshop.de/ (Taschenlampen)
 http://mypage.bluewin.ch/bombach/ledtau.pdf Zeitkonstanten

> Wie rechnet man Candela in Lux um ?

Von: Rof Bombach

1 cd entspricht bei grün (555nm) ca. 1.46 mW/sr, bei anderen Farben mehr, 
1 mW/sr entspricht bei grün (555nm) ca. 684 mcd, bei anderen Farben weniger, 
siehe Augenempfindlichkeitskurve, DIN-mässig festgelegt ohne Rücksicht auf 
dein individuelles Empfinden, die bei rot und blau nur die Hälfte hat. 
1 cd in 1 m Entfernung macht 1 lux, also lumen pro Quadratmeter. 
Die Beleuchtungsstärke nimmt mit der Entfernung quadratisch ab. Ein LEDs 
von 1,7cd hat 2,5mW/sr und produziert in 5 Meter Entfernung 
1.7cd / (5m)^2 = 0.07 lux, und 10 davon 0.7 lux. 1 Lux = 0.5mW/cm2. 
Wenn die Lampe gleichmässig rundrum strahlt, und in jeder Richtung eine 
Helligkeit von 1 candela hat, liefert sie 4 * pi, also ca. 12.5 lumen. 
Candela sagt also nur, wie hell du die LED empfindest und sagt nichts 
über den abgegebenen Lichtstrom (Lumen) ab. Die Helligkeit in Candela 
wird natürlich umso grösser, je besser man das abgestrahlte Licht bündelt. 
Allerdings nur, wenn man genau geradeaus vor der LED steht....
Mit einer Lupe betrachtet ist die LED dann noch heller, da sie die Lupengrösse 
nicht ausfüllt. (Dein Bildschirm mit einer Lupe betrachtet wird *nicht* 
heller). Mit einer Optik kannst du die Candelas nochmals massiv erhöhen, 
ohne das ein einziges Photon mehr rauskommt. Zu Lasten des Abstrahlwinkels 
natürlich. Kurzum, Candela-Angaben sind Angabe :-))

Zum Vergleich ein paar Glühbirnen (http://www.dev-pein.de/DOWNLOAD/Halogen.pdf):
 Normal 2.5V/0.30A: 6 Lumen 8 lm/W
 Krypton 2.4V/0.50A: 10 Lumen 8.3 lm/W
 Halogen 2.8V/0.85A: 35 Lumen 14.7 lm/W
 Halogen 12V/20W/1.67A: 350 Lumen 17.5 lm/W
 Halogen 12V/50W/4.17A: 1200 Lumen 24 lm/W (4000h Lebensdauer)
 Halogen 24V/250W/10.42A: 8000 Lumen 32 lm/W (50h Lebensdauer)
 WeisslichtLED Osram LW 541C-BW: 3.6V/0.02A: 1.7 Lumen 22 lm/W 
 WeisslichtLED Osram LW 541C-DW: 3.6V/0.02A: 2.8 Lumen 33 lm/W 
 LuxeonStar weiss LXHL-MW1C: 3.4V/0.35A typ 45 Lumen 37 lm/W
 Osram OStar LE W E3B: 21V/0.35A typ 280 Lumen 38 lm/W


Da üblicherweise 500 Lux (=500 Lumen/m2) als Beleuchtungsstärke am Arbeitsplatz 
angenommen werden, und diese mindestens 50 cm drumrum eingehalten werden muss, 
ist eine Lampe mit 2000 Lumen zur (direkten, indirekt geht ja noch mehr verloren,
ein Alublechreflektor wirft etwa 70% zurück) Beleuchtung von 4m2 erforderlich, 
oder 120 LuxeonStar-LEDs oder 8000 5mm LEDs oder 1500-4500 Watt LED Licht. LEDs 
sind also völlig ungeeignet.

Da der LED Betriebsspannungsbedarf mit der Temperatur schwankt, darf man 
eine LED nicht direkt (also ohne weitere Bauteile) an eine Spannungsquelle 
anschliessen. Die Helligkeit einer LED hängt vom durch sie hindurch fliessenden 
STROM ab, sie benötigt also eine STROMquelle (meist von 20mA für volle 
Helligkeit), die Spannung an der LED stellt sich dann schon passend ein. 
Wenn man nur eine Gleichspannungsquelle hat, muss diese eine Spannung 
liefern, die grösser ist, als die Spannung, die die LED unter ungünstigsten 
Umständen benötigt. Für eine blaue LED (benötigt bis 4V) wäre also eine 5V 
Spannungsquelle ausreichend, für eine hellrote LED (2.1V) reichen schon 2 
Alkali-Mangan-Batteriezellen aus. Zwischen LED und Spannungsquelle 
kommt dann ein Widerstand, der den Strom auf die benötigten 20mA begrenzt.

 Vorwiderstand =  (Versorgungsspannung - LEDBetriebsspannung ) / 0.02

 z.B. blaue LED mit 3.6V an 5V Quelle: (5-3.6)/0.02 = 70 Ohm (also 68 Ohm)

Wenn nun der Spannungsbedarf der LED wegen Temperaturänderungen von 
3.2V bis 4V schwankt, ändert sich der Strom von 26mA bis 15mA und damit die 
Helligkeit nicht mal um 1:2, was meist akzeptabel ist. Wenn zusätzlich auch noch
die Spannungsquelle nachlässt (Batterie statt Spannungsregler) sieht es schon
schlechter aus, dann muss die Spannung der Spannungsquelle noch deutlich
höher über dem Spannungsbedarf der LED liegen.

Bei den superbilligen Taschenlampen und Schlüsselfindern wie 'Photonenpumpe' 
ist die LED manchmal ohne Vorwiderstand direkt an ein paar (Alkali-Mangan oder 
Lithium) Knopfzellen angeschlossen. Das widerspricht scheinbar der oben 
gemachten Aussage, das man eine LED nicht direkt an eine Spannungsquelle 
anschliessen darf. Es geht aber, weil die billigen Knopfzellen einen hohen 
Innenwiderstand haben, der als Vorwiderstand wirkt. Gut ist die Konstruktion 
dennoch nicht, weil die Helligkeitsänderung im Laufe der Batterielebensdauer zu 
stark ist. Am Anfang (gut für den Anbieter beim Ausprobieren im Geschäft) wird 
die LED massiv über ihren Grenzwerten betrieben, ist richtig hell, es fliesst zu viel 
Strom. Die Batterie wird aber schnell leer, ihre Spannung fällt und reicht 
eigentlich nicht mehr für die LED aus. Es kommt dann nur noch Schummerlicht raus, 
bis man den Schrott endlich wegschmeisst, denn Batterietausch lohnt meist nicht.
Man darf bei den Lampen auch keine qualitativ höherwertigen Batterien mit
geringerem Innenwiderstand einsetzen, weil sonst die LED noch mehr leidet.

Eine blaue/weisse LED (Spannungsbedarf 3.6-4V) an einer (0.9V-1.5V) oder zwei 
(1.8V-3V) Batteriezellen erfordert einen Step-Up Spannungswandler. Schwer beschaffbar
aber genial einfach ist der PR4401  von http://www.prema.com. Effektiv aber 
ungeregelt ist der ZXSC300 von http://www.zetex.com/ . Geregelter Output kommt 
aus Stromschaltreglern wie LT1073 oder LT1110 von http://www.linear.com/ 
(aber nicht die -5 oder -12 Varianten). Sie sind effektiv wegen einer 
Feedback-Spannung von bloss 0.2V, leider sind sie teuer und liefern maximal 
40mA (also maximal 4 LEDs in 2 Strängen a 2 LEDs), dafür ist aber noch ein 
Batterie-Leer-Sensor drin. 
   +--+---+-L1-+-|>|-+---+     L1 = 120uH/>400mA/<0.5Ohm
   |  R1  |2   |3    |A  |  -|>|- = SB120 oder 1N5817, notfalls 1N4148
  +|  | +--------+8 LED  |+    R1 = 130 Ohm
 1.5V +-| LT1073 |---+  47uF   R2 = 10 Ohm (bei 20mA LED, 22 Ohm für 10mA LED)
   |   1+--------+   R2  |    LED = auch 2 LEDs in Reihe bei L1 = 68uH/>680mA/<0.25Ohm
   |      |4   |5    |   |
   +------+----+-----+---+

               +---L1---+--+
   +--+---+--+ +-|<|-+  |A | Dimensionierung siehe Datenblatt
   |  R1 2| 3| |5    | LED |
  +|  | +--------+8  |  |  |+
  9V  +-| LT1073 |---)--+ 47uF
   |   1+--------+   |  R2 |
   |         |4      |  |  |
   +---------+-------+--+--+

Die TPS610xx-Serie von http://www.ti.com/ bietet 0.5V FeedBack Spannung und 
wesentlich mehr Leistung, bei leider sehr geringer Spannungsfestigkeit. Beim 
LT1932 wird der Strom indirekt eingestellt, praktisch zum Dimmen per Poti.
Allerdings ändern Weisslicht LEDs und gelbe LEDs bei geringerem Strom ihre 
Farbe. Dimmen kann man effektiver per PWM (schnellem ein/aus Schalten). 
Der LM2803 hat den dazu nötigen on/off-Eingang, aber leider 1.23V Feedback, 
treibt aber 5 weisse LEDs aus 2 Batteriezellen, da könnte man auch den LT1303 
nehmen.

 http://www.zetex.com/appnotes/apps/an33.pdf (LED an 1 Zelle mit ZXSC100)
 http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/980

Für 1W Luxeon Stars wurde der ZXSC310/400 geschaffen, siehe Design Note DN61,
wenn man nicht einfach 4 NiCd-Zellen mit 3R9 Vorwiderstand nimmt. Der TPS61020 
versorgt bei minimaler Bauteilanzahl eine 1W Star aus 1.8V bis 6.5V und 
verbraucht nur 0.5V, er ist aber für Hobbyisten nicht lötbar. Der L6920 von 
http://www.st.com/ reicht wohl nicht ganz. Bleibt nur der LT1305. Der TPS61030 
schafft 5W Stars. Ebenso Linear's LT1618 mit bloss 50mV Feedback, zu dem 
verhindert er gleichzeitig Überspannung. Der MAX1763 unterstützt an/aus Taster, 
man muss bei ihm aber ebenso wie beim LM2623 die Feedback-Spannung anheben, 
sonst hat man zu grosse Verluste. Die Schwankungen einer Diode in der Feedback 
Leitung sind bei dieser Anwendung gerade noch tolerierbar.
 -|>|-+-----+---+
      |     |A  |  R = 30 Ohm (20mA/LED) 1R8 (350mA/LED)
     1k    LED  |
 FB --+-|>|-+  47uF
     1N4148 R   |
 -----------+---+

Die Bauweise ist lustig http://www.emanator.demon.co.uk/bigclive/joule.htm
aber der Wirkungsgrad beschissen, ausserdem muss man an den Windungszahlen
des Trafos rumprobieren bis bei dieser Bastelei alles gut zusammenpasst.

Oft reicht eine simple (einstellbare) Konstantstromregelung, bei der man am 
Strommesswiderstand aber möglichst weniger als 0.7V Spannung verlieren will:
 --------+---+--+--|>|-+ Last, hier LED
         R   R  R      |
   1N4148|   +--(-----|I NMOSFET (bei weniger als 9V Betriebsspannung nimm LogicLevel)
   +-|<|-+   |  +--+   |S
   |     |   >|-+-|<   | 2 gleiche NPN (BC847BS, LM394N, CA3046)
   |   Poti--+  E  +---+
   |     |           Shunt (für Spannungsabfall von 0.7V bei maximaler Potieinstellung)
 --+-----+-------------+

Der LM10 ermöglicht 0.2V und hat einen geringen Eigenverbrauch, ist aber eher 
teuer. Das Poti (250 Ohm bis 2k5 Ohm) regelt die Helligkeit. R und C müssen 
angepasst werden damit es nicht schwingt aber noch ausreichend schnell regelt. 
         +--------+-- +4.5-7V
   LM10C |        |A
      +-----+   Luxeon Star
   +--|1 7  |     |
   |  |    6|-+--|I LogicLevel NMOSFET mit RDSon (bei UGS 3V) um 0.2 Ohm
   +--|8    | C   |
   |  |    2|-+-R-+  
 Poti-|3 4  |     |
   |  +-----+   Shunt für 0.2V Spannungsabfall bei Nennstrom
   |     |        |
   +-----+--------+--  Masse

Will man immer volle Helligkeit, entfällt das Poti und 3 geht an 8. Verwendet 
man einen NPN Bipolartransistor statt dem MOSFET kommt man ohne R und C aus. 

Soll mehr als eine LED parallel angeschlossen werden, braucht man 
Stromverteilungswiderstände, und einer davon bildet dann den Shunt.
Dann muss aber ein PMOSFET oder PNP Transistor verwendet werden.
Der soll Gesamtstrom und Verlustleistung aushalten bei möglichst hoher 
Stromverstärkung da vom LM10 nicht mehr als 20mA kommen und dennoch 
niedriger Sättigungsspannung (also kein Darlington, sonst müsste man 
sich die Kosten des LM10 wegen der 0.2V niedrigem Referenzspannung 
nicht aufhalsen sondern hätte LM358 + LM385 nehmen können).
Brauchen die LEDs mehr Spannung (5W Luxeon Star oder mehrere pro Strang
in Reihe) kann der LM10 bis 40V (statt 7V beim LM10C) vertragen.
Liegt die Betriebsspannung unter 9V braucht man einen seltenen
LogicLevel-Power-PMOSFET, liegt sie zwischen 10V und 20V reicht 
ein normaler PMOSFET, über 20V muss man dessen Gate schützen.
        +---------+-- +4.5-40V
  LM10  |         |E
     +-----+  +--|< PNP oder PMOSFET
  +--|1 7  | 470R |
  |  |    6|--+   +---+---+- ...
  +--|8    |     LED LED LED
  |  |    3|------+   |   |K
  +--|2 4  |      |   |   |
     +-----+      R   R   R  (für 0.2V Spannungsabfall bei Nennstrom/LED)
        |         |   |   |
        +---------+---+---+--  Masse

An 230V~ sind normale 20mA-LEDs nur mit Aufwand anzuschliessen. Daher nimm 
eine 2mA low current LED an +/- eines Brückengleichrichters (<5V/<5mA so lange 
die LED keinen Wackelkontakt hat, ein B250C800 ist echt überdimensioniert, vier 
1N4148 tun's locker ) der über einen spannungsfesten (also 3 normale Widerstände 
in Reihe) 120k/0.5W Vorwiderstand an 230V~ hängt. 
                     +--|>|--+--|<|--+
                     |       |A      |
 ~ o--39k--39k--39k--+      LED      +--o ~
                     |       |K      |
                     +--|<|--+--|>|--+   4 x 1N4148

Eine 20mA LED würde einen 12k/5W Widerstand benötigen. In der simpleren 
Schaltung (1N4148 antiparallel an LED statt Brückengleichrichter) gar 5k6/10W.
                 A   K
 ~ o--5k6/10W--+--LED--+--o ~
               |       |
               +--|<|--+   1N4148

Und 10 Watt zu verheizen um eine Lichtleistung von weniger als 1 Milliwatt zu
produzieren ist ein wahrlich schlechter Wirkungsgrad, unendlich viel schlechter 
als jede Glühlampe. 

Also nutzt man besser den Blindwiderstand eines Kondensators an Wechselstrom
und nimmt einen 270nF X2 Kondensator (120nF für 10mA LED, 27nF für 2mA LED, 
470nF wenn eine 20mA LED antiparallel mit einer einzelnen Diode anstelle des 
Brückengleichrichters verwendet wird) parallel zu 1M5/0.25W und in Reihe mit 
1k/0.6W Sicherungswiderstand an einen B250C800 Brückengleichrichter 
an dem die 20mA LED hängt. Das ergibt geringere Verluste.
 ~ o--1k/0.6W--+------270nF/X2------+--|>|--+--|<|--+--o ~
               |                    |       |A      |
               |                    |      LED      |
               |                    |       |K      |
               +--470k--470k--470k--+--|<|--+--|>|--+    4 x 1N4148

 http://www.conrad.de/ 184870 184985, 725862, 725870, 725889
 http://www.supertex.com/ (HV9904/HV9906)

Zudem fordert VDE eine zusätzliche Plastikabdeckung, da die LED keine 
ausreichende Isolierwirkung hat. Nimm also gleich eine Glimmlampe :-)
die braucht nicht mal 1mA

> Wie schliesst man Optokoppler und Lichtschranken an ?
              +---+  
+5V ----------|A C|--+--2k2-- +5V
out --220Ohm--|K B|  +------- in    (oft auch 470R und 4k7, wird aber langsamer)
              |  E|---------- Masse
          LED +---+ Phototransistor

Einen eventuell vorhandenen Basisanschluss lässt man offen. Legt man
ihn über einen Widerstand (1k-10k) an den Emitter wird der Phototransistor
unempfindlicher, geht aber schneller wieder aus.

Lichtschranken lassen sich durch Umgebungslicht stören, wenn
man das Licht nicht moduliert. Dafür eignet sich z.B. ein NE/LM567C
oder der neuere LMC567 (Bauteilewertanpassung nach Datenblatt) 
als kombinierter Sender/Empfänger (aus Elektor 7/8 98), der 
Empfänger reagiert dann nur auf Licht passender Frequenz:
  +---+--+----------------+------+--+-- +5V
 E|  4k7 |           +----+---+ 1M 220R
  >|--+--(--4k7---+--|5   4  1|--+  | 
  |BC307 |       10k |LM/NE567|  |  |A
  |      |        +--|6       |  | LED
 100R 10kPoti-22n-(--|3 2  7 8|--(--+--  kann bis 100mA nach Masse schalten
 A|     C|        |  +--+--+--+  | 
 LED=PhotoTrans  22n   2u2 |    4u7
  +------+--------+-----+--+-----+----- GND

Alternativ erzeugt man mit 2 Oszillatoren aus einem NE556 mit 50Hz 
getastete 36kHz für die LED und nimmt als Empfänger einen der üblichen 
IR Demodulations Empfänger für Fernbedienungen wie den TSOP1736, der 
dann aber 50Hz am Ausgang produziert und sich von Fernbedienungen
stören lässt (ELV 60-163-77)

> LED als Lichtsensor

Wer wissen will, ob es überhaupt dunkel genug ist, um LEDs einschalten zu
müssen, kann die LED auch als Lichtsensor nutzen:

 http://www.merl.com/reports/docs/TR2003-35.pdf 

> Wie funktionieren eigentlich Glimmlampen ?

Die klassischen meist orange leuchtenden Glimmlampen kommen auf Grund
ihrer recht hohen Betriebsspannung von ca. 70V leider aus der Mode, dabei
sind es interessante Bauteile. Für den Betrieb reicht eine Spannungsquelle
ab 120V und ein Vorwiderstand von ca. 47k (bei 120V) bis 270k (an 230V~)
normaler Leistung (0.25W), weil eine Glimmlampe nur 0.5 bis 2.5mA benötigt.
Da eine Glimmlampe eine höhere Zündspannung (beispielsweise 100V) als 
Brennspannung (z.B. 70V) besitzt, hat sie einen Betriebsbereich mit negativer 
Widerstandskennlinie und kann deshalb als Oszillator (F.31.) und Speicher 
(siehe F.28.) verwendet werden. Als Dauerbetriebsleuchten (Lichtschalter)
halten sie leider nur ein paar Jahre, als Betriebsanzeige (Waschmaschine)
aber i.A. das ganze Geräteleben lang.
 230V~ L ---270k---(||)-- N

Ebenso funktionieren Nixie-Röhren. Jede Ziffer ist eine dort Glimmlampe. Die 
Betriebsspannung muss über der Zündspannung (ca. 100V) liegen, also so bei 
120 bis 160V. Vor jede Stelle muss ein Vorwiderstand, der den Strom auf den 
Nennwert von meist so 2mA begrenzt, wenn man von der Betriebsspannung die 
Brennspannung (meist so 70V) abzieht, also 33k bei 130V. Die Ansteuerung 
erfolgt mit 7441 (70V) und 74141 (60V), jeweils die Brennspannung der Nixie 
(ca. 70V) hinzuzählen für maximale Betriebsspannung, ergibt dann so 130V. 
Bei Plasmaanzeigen ist jedes Segment eine Glimmlampe. Leuchtstoffröhren 
(erzeugen mit Quecksilber UV Licht das der Leuchtstoff ins sichtbares 
transformiert) und CCFL (Leuchtstofflampe ohne Heizwendeln) bis hin zum 
Fernseherplasmaflachbildschirm (jeder Bildpunkt ist eine CCFL 
Leuchtstofflampe) sind auch Glimmlampen.

 http://www.electricstuff.co.uk/ (Nixie Uhren)
 http://www.babcockinc.com/babcock/documents/doc_2662.html

*-----
F.8.1. Multiplexanzeigen

Wenn man mehrere Stellen von 7-Segment LED Anzeigen haben will, oder gar
alphanumerische 16-Segment Anzeigen ansteuern muss, bietet sich ebenso
wie bei Laufschriften das Multiplexverfahren an. Manchmal wird es von 
mehrstelligen Modulen gar erzwungen, weil die Anschlüsse schon so 
verschaltet sind:

(Multiplexbetrieb von LCDs im Abschnitt F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen)

Im Multiplexbetrieb ist zu einer Zeit nur eine Stelle (Digit) an, also leuchten 
nur dort die gewünschten Segmente. Da das bei einer N-stelligen Anzeige aber 
auch nur 1/N-tel der Zeit sein kann, muss es derweil N mal heller sein, also der 
N-fache Strom fliessen (der bei normalen 7-Segment-Anzeigen 10mA/Segment 
beträgt, also N*10mA). Bei den Digitleitungen, über die bei 7-Segment Anzeigen 
ja der gesamte Strom von den 7 Segmenten und dem Dezimalpunkt fliessen 
muss, ist der Strom noch höher, nämlich 8*N*10mA. Mehr als 10 Stellen sollte 
man nicht zusammen multiplexen, denn mehr als 100mA schadet langsam den 
Anzeigen.

 http://engineering.dartmouth.edu/~engs031/hansen/demos/Agilent-LEDmatrices.pdf 

Das steuernde IC (meist ein Microcontroller) muss also ausreichend Strom
liefern können. Teste mal (mit einem 1k Poti), bei welchem Strom (bei Display
mit gemeinsamer Anode von +5V in einen auf LO geschalteten Ausgang und
bei Displays mit gemeinsamer Kathode von einem HI Ausgang nach GND)
der Ausgang auf 1V von seiner Versorgungsspannung weggezogen wird.
Bei M Segmenten und N Digits entsteht dabei schon alleine für die Segmente 
eine Verlustleistung von M*N*10 [mW], also bei einer 4-stelligen 7-Segment 
Anzeige mit Dezimalpunkten 0.32W. Mehr Strom sollte man also nicht 
entnehmen, die IC-Hersteller werden gar nur den Maximalstrom für 0.8V 
angeben.

 Multiplex: MC14489, MC14499, MAX7221, ICM7218A, TB62709 (4 digits 40mA) TB62713 (4*5*7 

50mA), TLC5920 (4*16*8 30mA) 
 Konstantstrom: A6275=TB62705 (8*90mA), A6276=TB62706=HM6276 (16*90mA), TB62717 (24*90mA) 

TB62715 (16*150mA) TB62708 (16*90mA) TB62710 (8*90mA), TLC5921 (16*80mA), MM5486 (33*15mA)
 High-Side: TD62708 (1.8A) TD62783, TD62785 (0.5A), UCN5891 UDN2981 UDN2540 UDN2987
 LowSide: UDN2597 ULN2064 ULN2803
 Graustufen: TB62718 TLC5904 TLC5905 TLC5910 TLC5911

Bei den Digitleitungen werden daher i.A. externe Verstärker benötigt. Displays 
mit gemeinsamer Kathode schaltet man nach Masse mit NPN Einzeltransistoren 
wie BC368/BC338 oder NMOSFETs wie IRF7401. Darlingtons wie BC517 und Darlington 
Treiber-ICs wie ULN2003 haben einen zu hohen Spannungsverlust von bis zu 1.6V. 
Man nimmt besser saturated driver wie TPIC2701 (TI) und TD62381/2 (Toshiba).

Displays mit gemeinsamer Anode brauchen eine Verbindung nach Plus entweder 
mit PNP Einzeltransistoren wie BC369/BC328 oder PMOSFETs wie BS250. 
Source Treiber wie der UDN2981 oder TD62783/4/6 sind nicht so der Hit weil 
deren Darlington NPN Emitterfolger zu 2V Spannungsverlust führt. Sie sind 
eher vorgesehen, wenn man das Display sowieso mit höherer Spannung betreiben 
muss z.B. wegen mehreren LEDs in Reihe.

 Segmentwiderstand: 
 (Ausgangsspannung - Spannungsabfall an der LED - Spannungsabfall am Transi) /
 (Nennstrom der LED * Stellenanzahl)

 Basisvorwiderstand:
 (Betriebsspannung - 1V Basisspannung) / ( Segmentstrom / 10 )

Bei einer 4-stelligen 7-Segment Anzeige mit 10mA/Segment für Normalhelligkeit
fliessen also 40mA pro Segment, und 320mA pro Digit (wenn alle Segmente der 
Stelle AN sind). Bei 120 Ohm Basisvorwiderstand fliessen 32mA Basisstrom.
Also noch mal zur Erinnerung: Bei untenstehender Schaltung werden ca. 40mA
an den Anschlüssen benötigt. Das ist mehr als die Datenblattangabe der
meisten uC erlaubt. 
        +---------------+
 --56R--|a              |
 --56R--|b              |
 --56R--|c  4-stellige  |
 --56R--|d  7-Segment   |
 --56R--|e  Anzeige     |
 --56R--|f  mit 10mA    |
 --56R--|g              |
 --56R--|d.p.           |
        +---------------+
          |   |   |   |
 --120R--|<   |   |   |
          |E  |   |   |
 --120R---(--|<   |   |   PNPs bei Display mit gemeinsamer Anode,
          |   |E  |   |
 --120R---(---(--|<   |   NPNs bei Display mit gemeinsamer Kathode.
          |   |   |E  |
 --120R---(---(---(--|<
          |   |   |   |E  Plus bei Display mit gemeinsamer Anode,
          +---+---+---+-- Masse bei Display mit gemeinsamer Kathode.

Das bei vielen AppNotes z.B. AN529 "Multiplexing LED Drive and 4x4 Keypad 
Sampling" von http://www.microchip.com/ oder AppNote AVR242 "Multiplexing 
LED Drive & a 4x4 Keypad" von http://www.atmel.com/ die Anzeigen mit 
weniger Strom versorgt werden, heisst nicht, das das oben Stehende falsch ist, 
sondern das die AppNote, weil die Microcontroller sonst überlastet würden, 
Schummerlicht in Kauf nimmt oder teurere 2mA low current 7-Segmentanzeigen 
voraussetzt.

Und hey: Wenn einem das Display bei Normalstrom zu hell erscheint: Man muss
ja die Stellen nicht jeweils 1/N-tel der Zeit anlassen :-)

Es wird eine Menge darüber erzählt, das schnell 'gepulstes' Licht (kein 
Blinklicht) vom Auge besser wahrgenommen wird, aber das ist Unsinn. Kann 
jeder selbst ganz leicht mit einer LED ausprobieren, bevor aus Halbwissen 
wieder endlose Threads in d.s.e rumtheoretisieren. 
http://members.misty.com/don/ledp.html . Standard-LEDs sind bei Nennstrom am 
effektivsten, low current LEDs und high efficiency rote LEDs sind jedoch bei 
höherem Strom, wie er sich z.B. bei Multiplexansteuerung ergibt, effektiver 
als bei Nennstrom, siehe Datenblatt. Braucht man keine Multiplexansteuerung 
könnten solche LEDs mit gepulstem Strom etwas effizienter betrieben werden, 
aber die Effekte sind so klein, das sich keine zusätzlichen Strom verbrauchende 
Pulsschaltung lohnt. Schon gar nicht darf man von einer LED auf andere Typen 
verallgemeinern.

Wenn das Gerät mit Netzspannung betrieben wird, kann man auf besonders 
einfache Art ein Display im Duplex-Multiplexbetrieb betreiben, um die Hälfte 
der IC-Anschlüsse einzusparen und braucht dennoch keine leistungsstarken 
Zeilentreiber: Es ergibt halt flimmrige 50Hz. Ein Trafo mit 2 Wicklungen in 
Delon Schaltung erlaubt:
         +--|>|-- Zeile1 -----------------|>|--R--+
         +---R--------- Multiplexsignal   LED     |
 o--+ +--+--|>|--+--+-- Betriebsspannung          |
    S|S          |  C            Segmentausgang --+
    S|+----------)--+-- Masse (20mA bei 10mA LED) |
    S|S          |                                |
 o--+ +--+--|>|--+                                |
         |4*1N4148                        LED     |
         +--|>|-- Zeile2 -----------------|>|--R--+


Bei Digitaluhren werden viele Displays verwendet:

 http://www.pitts-electronics-home.de/electron/schpluhr.htm

*-----
F.8.2. Laufschriften

Matrixanzeigen bei denen hunderte von LEDs, eventuell mehrfarbig, ein Bild 
oder Laufschrift erzeugen können, sind einfach aufzubauen, solange man sich 
über EMI-Störstrahlung keine Gedanken machen muss. Unterschätzt aber den 
Verdrahtungsaufwand und Stromverbrauch nicht und nehmt nicht die billigsten 
LEDs, sondern nach Helligkeit selektierte, oder noch besser fertige 7x5 oder 8x8 
Anzeigeblöcke. Die sind zwar teuer, aber nicht bloss gleichmässig hell sondern 
sogar von schräg betrachtet gleichmässig hell. Da die grossen Hersteller von 
Laufschriften irren Mengenrabatt bekommen und selber selektieren, gibt es 
billige Laufschriften mit geringwertigen LEDs für weniger Geld, als die LEDs 
alleine kosten (und die von denen aussortierten LEDs landen dann im 1000er 
Pack).

Man kann die LEDs jeweils per Vorwiderstand an eine Kette von zig 74HC595 
anschliessen, das erlaubt volle 20mA pro LED:

 http://www.jalcds.de/blinkenleds/hardware.php

oder NLSF595 (74HC595 mit SPI von OnSemi) oder HEF4894 oder UCN6277 
oder UAA2022 (obsolet, 16, SPI) oder PCA9532D (16*25mA dimmbar I2C, 
Philips bei Sander-Electronic), TD6276 (Toshiba), HM6276 (Hopefind) 
oder MBI5016 (Macroblock, 16*bis 90mA) TB62706 (Toshiba, 16*bis 90mA). 
Oder M5450/5451 (ST, Micrel) / MM5450/5451 (NS) nehmen, an den 34/35 
15mA LEDs ohne Vorwiderstand passen (bei Farnell um 6 EUR). Rohm hat 
BD7851FP, BU2092/F/FV, BU2098/F/FV, BU2099/F/FV, BD7871FP mit bis zu 
50mA Konstantstromtreibern, erhältlich bei http://www.weisbauer.de/ .

Im Multiplexbetrieb spart man Anschlüsse, aber der Strom summiert sich (siehe 
Abschnitt F.8.1. Multiplexanzeigen) so das man entweder starke Treiber oder 
effektive 2mA LEDs verwenden muss oder Schummerlicht in Kauf nimmt.

Der MC14489 schafft 25 Einzel LEDs mit 7mA. Oder, wenn 5mA pro LED 
ausreichen, je 64 Stück an einen MAX7221 oder 128 an einen 
MAX6954/55/60-63. Oder den billigeren und leichter beschaffbaren 
ICM7218A, der bringt aber nur 3.8mA/LED und ist nicht wirklich seriell 
anschliessbar.SAA1064 geht notfalls auch. Wie man 64 LEDs an 9 Leitungen 
hängt oder 56 an 8 zeigt

 http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/1880
 http://www.microchip.com/ TB029 "Complementary LED Drive"

Billiger ist es, sich die Multiplexelektronik selber zu bauen: Bei 128 LEDs in 
8x16 Matrix und 20mA/LED sind das 2.56A aus 5V für den Spaltentreiber, der an 
einem Decoder mit open collector Ausgängen wie 74141 hängt, und 160mA für jeden 
Zeilentreiber, dafür gehen zwei TPIC6B595 sehr gut (http://www.ti.com/, 1.33 
EUR bei http://www.elpro.org/).
       +8V (je nach LED-Farbe)    LED-Kathoden
                |E                     |
 Spalte --100R-|< BDX34C   R für Spaltenanzahl*LED_Strom
                |                      |
            LED-Anoden        Zeile aus TPIC6B595

 http://www.woe.onlinehome.de/
 http://www.elektor.de/ 2/2000 mit programmierten uC COP8782 für 19,- EUR
 http://www.zilog.com/docs/z8/appnotes/an0078.pdf (210 LEDs)
 http://www.zilog.com/docs/z8/appnotes/an_msgdisp.pdf (420 LEDs)
 http://www.lecad.uni-lj.si/~leon/electronics/panel/index.html
 http://www.funkamateur.de/ 3/2000 Matrixanzeige mit Leuchtdioden

Wer einfach nur ein simples Lauflicht haben will, ohne dafür gleich einen 
Microcontroller zu programmieren, muss wohl mindestens 2 ICs verwenden. 
Entweder einen Oszillator (74HC14, TC4S584, NE555 oder ganz besonders 
schlau eine Blink-LED am PullUp als Oszillator) und einen Zähler mit 
Decoder (CD4017, erlaubt auch weniger als 10 LEDs durch Rückführung eines 
Ausgangs an RST, CD4022) oder ein Oszillator mit Zähler (CD4060) und 
Decoder (CD4028). An Q9 auch eine LED, Q1+Q8 parallel an eine LED, 
ebenso Q7+Q2, Q6+Q3, Q5+Q4 für Knight Rider K.I.T.T. Lauflicht. 
Geht der 270R Widerstand der LED nicht an GND sondern an den Ausgang des 
NE555, blitzen die LEDs, vor allem wenn R1 gross im Vergleich zu R2 ist.
 +5V -+---+   +------------270R-+
  |   |   |   | +-------+  A K  |
 R1 +-------+ | |     Q0|--LED--+
  +-|DIS    | | |     Q1|--LED--+
 R2 |       | | |     Q2|--LED--+
  +-|TRG OUT|-+-|CLK  Q3|--LED--+
  +-|THR    |   |     Q4|--LED--+
  C +-------+   |     Q5|--LED--+
  |     |       |     Q6|--LED--+
  +-----+-------|/EN  Q7|--LED--+
  |             |     Q8|----+
 GND         +--|RST  Q9|--  |
             |  +-------+    |
             +---------------+

Und diese Variante macht aus Leuchtpunkten eine Balkenanzeige, wenn man 
einen ausreichend spannungsfesten Treiber und eine Konstantstromquelle 
hat, und nicht 45 Dioden spendieren will.
  +------+  7441                                                K   A
 -|A   Q0|-----------------------------------------------------+-LED-+-62R-LM317-- +30V
 -|B   Q1|-----------------------------------------------+-LED-+     |    out| in
 -|C   Q2|-----------------------------------------+-LED-+           +-------+
 -|D   Q3|-----------------------------------+-LED-+                        adj
  |    Q4|-----------------------------+-LED-+
  |    Q5|-----------------------+-LED-+
  |    Q6|------------------+LED-+
  |    Q7|------------+-LED-+
  |    Q8|------+-LED-+
  |    Q9|--LED-+
  +------+  

Weitere in

 http://ourworld.compuserve.com/homepages/Bill_Bowden/page5.htm

Es geht auch ganz analog mit einem Sinus- oder Dreieckoszillator (XR2206, 
ICL/XR8038) und einer Leuchtpunktanzeige wie LM3914 (http://www.national.com/ ), 
aber obwohl der LM3914 mit 3V auskommt, brauchen die XR mindestens 10V.

Und wer einfach nur einen Zähler mit Grossanzeige will (oft gefragt) kann 
aus mehreren LEDs in Reihe die Segmente bilden und einen mit bis zu 15V 
versorgten up/down-Zähler CD40110 nehmen (http://www.elpro.org/).
  +++++++---+++++++--GND
  |||||||   |||||||K
  DDDDDDD   DDDDDDD  <- 1 - 6 LEDs in Reihe
  |||||||   |||||||A
  RRRRRRR   RRRRRRR  <- passender Vorwiderstand
  |||||||   |||||||  
 +-------+ +-------+ 40106    
 | 40110 |-| 40110 |-o<|--+--47k--+--10k-- VCC
 +-------+ +-------+      47n  Taster +1
   |    |    |    |      GND     GND
   |    |    |    +--o<|-- ... Taster setzen 1
   |    +----)-------o<|-- ... Taster setzen 10
   +---------+-------o<|-- ... Reset

oder den 4 stelligen ICM7217 oder 4-1/2 stellig ICM7224, ICM7225 oder 5-stellige 
HEF4534B, MC14534, oder 8 stelligen ICM7226 in passender Variante (A/B/C/D), 
beschaltet nach Datenblatt von http://www.intersil.com/ . Oder soll es gar eine 
ganze Uhr sein ? Die findet sich auf http://www.microchip.com/ in AN590 "A 
Clock Design Using the PIC16C54 for LED Displays and Switch Inputs" und 
zig weiteren AppNotes von Microchip.

Und elektronische Würfel:

 http://www.pitts-electronics-home.de/electron/spielereien.htm
 http://elektronik.kai-uwe-schmidt.de/index.php?page=digital_wuerfel

*-----
F.8.3. Infrarot Fernbedienungen

gehen manchmal kaputt und müssen ersetzt werden, oder man möchte eigene Geräte 
bauen, und praktischerweise fertige Fernbedienungssender verwenden. Um die Codes 
herauszufinden, klemmt man ein Oszilloskop an die Sende-LED einer vorhandenen 
Fernbedienung und protokolliert die Impulse und deren Trägerfrequenz (oft 30-40
kHz, bei RC-5 (Philips) immer 36kHz, aber es gibt auch Verfahren ohne Träger). 
Wenn man den üblich sparsambilligen HiFi-Geräten einige Tasten von der 
Fernbedienung auf die Frontplatte bauen will, nimmt man eine zweite 
Fernbedienung (oder zumindest deren Chip oder man programmiert einen uC denselben 
Job zu tun), baut deren Tasten in die Frontplatte, entfernt die Sende-LED und 
schliesst deren Zuleitung an den Ausgang des IR Empfängers des Geräts per wired-or 
an (dabei muss man die Potentiale beachten, aber ihr erkennt sicher das Prinzip). 
Möchte man ein nicht-fernbedienbares Gerät fernsteuern, nimmt man eine bestehende 
Fernbedienung und den dazu passenden Empfängerchip (oder programmiert einen uC 
dasselbe zu tun), lässt von jedem dekodierten Ausgang einen CD4066 Analogschalter 
schalten, der den jeweils gewünschten Taster im Gerät überbrückt. VDD/VEE des 
CD4066 kommt an die höchste/niedrigste Betriebsspannung des steuernden Geräteteils. 
So muss man sich keine Gedanken machen um eine eventuelle Multiplexabfrage der 
Tasten des Geräts. Potis muss man natürlich durch Motorpotis und entsprechende 
Ansteuerung ersetzen.

Sender: 

 http://www.zilog.com/docs/ir/irrefdesign.pdf

Empfänger: 

 http://www.atmel.com/ AVR410 "RC5 IR Remote Control Receiver"
 http://www.microchip.com/ AN657 "Decoding an Infrared Remote Using a PIC16C5X"
 http://www.web-ee.com/Schematics/Universal%20Remote/upr.htm (lernfähig)
 http://home1.stofanet.dk/hvaba/fprc5rx/ 

*-----
F.9. Netzteile

Von: MaWin 17.7.2000

Klassischerweise gehört zum ersten selbstgebauten Gerät ein einfaches 
Netzteil mit integriertem Spannungsregler. Üblicherweise wird dieses erst mal 
mit falscher Bauteiledimensionierung aufgebaut und hält dann keine Dauerlast 
aus oder liefert keine saubere Ausgangsspannung bei Netzstörungen. Auch 
Bauvorschläge aus Zeitschriften oder gekaufte Bausätze sind manchmal falsch 
ausgelegt.

Siehe Application Note 1707.pdf  "Power Supply Design Basics" von 
http://www.st.com/ und "Linear & Switching Voltage Regulator Handbook" 
HB206/D von http://www.onsemi.com/ mit sehr detaillierter und begründeter
Siebkondensatorauswahl, Kühlkörperberechnung, Leiterplattenlayouttipps, 
Transistorparallelschaltung, Schaltnetzteilauswahlkriterien, und allein 20 
Seiten Erklärung wie man einen Transistor auf einen Kühlkörper schraubt.
Ebenso AN1040/D (z.B. in DL111-D enthalten) von Motorola mit seitenlangen
Montageanweisungen und Wärmewiderstandsberechnungen auch für exotische
Transistorgehäuse mit vielen Messwerten und Zahlenangaben zu Isolatoren.

 http://www.aavidthermalloy.com/technical/papers/pdfs/select.pdf

Alles was mit dem Stromnetz verbunden wird muss besonders sorgfältig 
aufgebaut werden, damit auch beim mehrmaligen Runterfallen keine Gefahr 
besteht. Bei Schutzklasse I ist ein Metallgehäuse mit dem Schutzleiter 
verbunden. Geht innendrin ein Kabel ab, gibt es einen Kurzschluss und die 
Sicherung fliegt raus, aber für den Menschen bestand keine Gefahr. 
Schutzklasse II hat einen 2-poligen Eurostecker und Plastikgehäuse und 
alles ist doppelt gesichert: Selbst wenn ein Draht abgeht oder eine Isolation
durchschmurgelt, darf damit keine Netzspannung an berührbare Kontakte 
kommen. Alles was galvanisch getrennt ist und maximal 25V~ oder 60V= 
bringt, darf nach Schutzklasse III berührbar sein.

Merkwürdigerweise gibt es, seit dem sich Firmen mit CE Bapperl selbst die
Zulässigkeit ihrer Geräte zusprechen, Metallgehäuse ohne Schutzerde in
denen 230V an der Platine liegt, so das schon eine abgefallene Schraube
an der falschen Stelle eingeklemmt zu einen 'heissen' Gehäuse führt. Solchen 
Pfusch sollten Hobbybastler lieber lassen. Consumerschrott ist leider nicht 
immer ein Vorbild für preiswerten, einfachen Aufbau (aber oftmals doch).

Für bestimmte Ausgangsspannungen tun es Festspannungsregler-ICs sehr gut. 
MC78LCxx für 80mA, 78Lxx für 0.1A, MC78FCxx für 120mA, TA78DLxx für 0.25A 
low drop, AN78Nxx für 0.3A, 78Mxx für 0.5A, 78xx für 1A, 78Sxx für 2A, 78Txx 
für 3A, 78Hxx für 5A, CS5207 für 7A, CS5208 für 8A, 78Pxx für 10A an einem 
Graetz-Brückengleichrichter. 
   Trafo  Gleichr.          +-----+ 
 o--+ +---+-|>|-+---+----+--|78?xx|--+-- OUT
    S:S +-(-|>|-+   |    |  +-----+  |
    S:S | |       Elko 100nF   |   100nF
    S:S | +-|<|-+   |    |     |     |
 o--+ +-+---|<|-+---+----+-----+-----+-- GND
(Trafo, Gleichr. und Elko = Steckernetzteil)

Amerikaner verwenden oft anders gewickelte Trafos in Delon-Schaltung und 
kommen mit 2 Dioden aus. Wenn man dafür einen in Europa gefertigten Trafo 
mit 2 Wicklungen verwendet, bei dem beide Wicklungen für Dauerstrom und 
nicht nur für 50%ige Nutzung ausgelegt sind wodurch sich ein anderes 
Masseverhältnis von Eisenkern zu Wicklungskupfer ergibt, kostet das nur 
unnötiges Geld für den dickeren Trafo. Als Hobbyist egal, bei kommerzieller
Pfennigfuchserei aber wichtig. Im Umkehrschluss heisst das, das bei 
amerikanischen Trafos nicht beide Wicklungen gleichzeitig voll belastet 
werden dürfen, aber da der Trafo eh für 127V~ und 60Hz ausgelegt ist, 
erübrigt sich dessen Verwendung meistens sowieso. Bei professioneller
Auslegung wird der Trafoinnenwiderstand zwischen Leerlaufspannung 
und Gleichrichterspitzenstrom eingepasst (Section 8 in HB206 von OnSemi), 
als Bastler muss man nehmen was angeboten wird.
   Trafo  Gleichrichter    +-----+ 
 o--+ +-|>|-+------+----+--|78?xx|--+-- OUT
    S:S     |      |    |  +-----+  |
    S +-----(--+ Elko 100nF   |   100nF
    S:S     |  |   |    |     |     |
 o--+ +-|>|-+  +---+----+-----+-----+-- GND

Wenn man nur knapp mehr Eingangsspannung hat, als die Ausgangsspannung 
betragen soll benötigt man einen teuren 'low drop' Regler. Z.B. für geregelte 
5V aus einer 9V Blockbatterie die zum Ende hin ja nur noch 6V abgibt, oder 
wie ein 2*6V Trafo, dessen 6*1.414=8.5V durch Delon Gleichrichter (-1V) und 
Siebelko (-10%) bei 10% Netzunterspannung gerade mal diese 6V abliefert. 
Schau bei http://www.st.com/ nach erschwinglichen Varianten wie L4940 und 
LD1117, oder bei http://www.nsc.com/ nach LM1084/85/86-3.3/5 bevor du bei 
http://www.linear.com/ Luxus einkaufst, und achte auf die Anschlussbelegung, 
die sich meist von den 78xx-Typen unterscheidet, ebenso wie sich der negative 
Regler 79xx vom 78xx unterscheidet. LowDrop/79xx haben auch andere 
Spezifikationen. Manche brauchen eine Mindestlast, manche widerstehen nur 
geringeren Eingangsspannungen als entsprechende 78xxer und manche brauchen 
einen grösseren Kondensator am Ausgang um ihre Schwingneigung zu 
unterdrücken. 3V Regler sind auch selten: HT7130 (Holtek, TO92).
Wenn man genauere (LP2954, LP2986, LT1086) oder rauscharme (LP2985/3985, 
MAX8877/8878, TPS79301) Spannungsregler haben will, oder welche mit geringem 
Eigenverbrauch (XC6206 (Torex), TPS79730 (TI), LM2936, LP2950) 
kann man auch nach Alternativen anstelle der 78xx sehen, denn damit ein 
Regler was regeln kann, muss ja erst eine Abweichung vom Sollwert vorliegen, 
und bei universellen Bauteilen wie den 78xx darf die Verstärkung nicht zu hoch 
sein, da sie sonst zu leicht ins Schwingen kommen. Bei Spannungsreglern sind 
einige Dutzend Millivolt Regelabweichung also normal. Aber selbst die 78xx 
unterscheiden sich bei verschiedenen Herstellern und werden mit den 
Herstellungsjahren immer besser.

Wenn man eine positive und eine negative Versorgungsspannung braucht, reicht 
ein Trafo. Wenn er 2 Wicklungen oder eine Wicklung mit Mittenanzapfung hat, 
geht
 +--+---|>|-+-+- + (7805)
 |  |       | |
 S  | +-|>|-+ C1   (C1, C2: 4700uF ergibt 2V Ripple = 'Kondensatorverlust' bei 1A Belastung)
 |  | |       |
 +--)-)-------+- M
 |  | |       |
 S  +-)-|<|-+ C2
 |    |     | |
 +----+-|<|-+-+- - (7905)

wenn er nur eine Wicklung hat (aber genug VA), geht
 +--+-|>|-+- + (7805)
 |  |     |
 S  |     C1   (C1, C2: 10000uF ergibt 2V Ripple = 'Kondensatorverlust' bei 1A Belastung)
 |  |     |
 +--)-----+- M
    |     |
    |     C2
    |     |
    +-|<|-+- - (7905)

aber C1 und C2 müssen dann doppelt so gross sein wie oben. Wenn aber 
die negative Spannung nur mit wenigen mA belastet ist, geht es mit einer
zusätzlichen Villard-Schaltung
 +--+-------|>|-+-+- + (7805)
 |  |           | |
 |  |     +-|>|-+ C1
 |  |     |       |
 S  +-----)-|<|---+
 |  |     |       |
 +--(-----+-|<|---+- M
    |     |       |
    |     C2      C3
    |     |       |
    +-|<|-+-|<|---+- - (79L05)

besser (C1 normal gross, C2 und C3 sind eh für wenig Strom). Ähnlich kann
man sich eine gering belastbare höhere Spannung basteln, siehe:

 http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/labnt1.htm
48V Phantomspeisung aus 2 * 18V Trafo
 +-|>|-+--|>|--------+-- + (LM317 für 48V, 20mA)
 |     |             |
 |     C4            C3
 |     |             |
 +--+--(--|>|--+--+--)-- + (7815)
 |  |  |       |  |  |
 S  |  +--|>|--+  C1 |
 |  |  |          |  |   
 +--)--)----------+--+-- Masse
 |  |  |          |
 S  +--)--|<|--+  C2
 |     |       |  |
 +-----+--|<|--+--+----- - (7915)

48V Phantomspeisung aus 2 * 24V Trafo
    +-|>|-+--|>|--------+-- + (LM317 für 48V, 20mA)
    |     |             |
    |     C4            C3
    |     |             |
 +--(--+--(--|>|--+--+--)-- + (7815)
 |  |  |  |       |  |  |
 S  |  |  +--|>|--+  C1 |
 |  |  |  |          |  |   
 +--+--)--)----------+--+-- Masse
 |     |  |          |
 S     +--)--|<|--+  C2
 |        |       |  |
 +--------+--|<|--+--+----- - (7915)

Wenn die Eingangsspannung immer mehr als 4.5V über der gewünschten
Ausgangsspannung liegt, kann man einen Standardfestspannungsregler wie 
78xx mit einem externen PNP Transistor passender Leistungsfähigkeit 
verstärken, ohne den Kurzschlussschutz zu verlieren. Man verliert jedoch die 
Übertemperatursicherung und den SOA-Schutz. R1= 1/(Ioutmax-1) bei 
entsprechender Wattzahl. Der 1R muss 2 Watt aushalten. Leider führen diese 
zumindest 4.5V Spannungsverlust gerade bei hohem Ausgangsstrom zu 
immensen Verlusten im externen Transistor, so das ein Schaltregler (F.24.) 
dann die bessere Wahl ist.
 in --+---R1---+------+
      |        |      |
      |       10R     |
      |        |      |E
      1R       +-----|< PNP-Leistungstransistor (kein Darlington)
      | 1N5401 |      |
      +---|>|--+-78xx-+-- out
               |  |   |
             330n | 100n
               |  |   |
 GND ----------+--+---+-- GND

Für krumme Ausgangsspannungen empfiehlt sich der LM317L bis 0.1A, LM317 bis 1A, 
LM350 bis 3A, LM338 bis 5A (alle http://www.national.com/ ), CS5207-1 bis 7A, 
CS5208-1 bis 8A (http://www.onsemi.com/ ) und LT1038 bis 10A 
(http://www.linear.com/ ). 
Schaltpläne findest du jeweils in den Datenblättern bei den Herstellern. 
AH-28 von http://www.micrel.com/ zeigt, wie man 4-beinige Spannungsregler 
ab 0V verwendet. Aber achte auf den eingebauten SOA (save operating area) 
Schutz dieser Chips. Ein LM317 wird z.B. keine 1.5V mit 1.5A liefern, wenn er 
mit 30V versorgt wird, und 10A kommen aus dem LT1038 nur bei knappster
Eingangsspannung. Daher sind diese Chips für Labornetzteile (z.B. 1.2 bis 
24V regelbar) nicht so geeignet, man nimmt dazu lieber diskret aufgebaute 
Transistorschaltungen oder macht die Trafospannung umschaltbar. Da der
LM317 auch nicht direkt als Stromquelle gebaut wurde, muss man sich nicht
wundern, wenn er in dieser Verwendung nicht bei jeder Last stabil bleibt.
   Trafo  4*1N4001      +-----+ 
 o--+ +---+-|>|-+----+--|LM317|--+---+-- OUT
    | |   |     |    |  +--+--+  |   |
    S:S +-(-|>|-+ +  |     |    240R |
    S:S | |    Elko 100nF  +-----+  4u7
    S:S | +-|<|-+    |   Poti5k      |
    | | |       |    |     |         |
 o--+ +-+---|<|-+----+-----+---------+-- GND

> Dimensionierungshinweise:

Der Trafo muss auch bei 10% Netzunterspannung (0.9) nach Gleichrichtung (1.414)
eine Spannung liefern, die die gewünschte maximale Ausgangsspannung um die 
Verluste des  Spannungsreglers (2.5V drop out), der Gleichrichterdioden (2*1V) 
und dem Elko (0.8 = 80% gehalten = 20% Ripple) übersteigt. 

 Trafospannung=(((Ausgangsspannung+2.5V)/0.8)+2V)/(1.414*0.9), 

also für ein 5V/1A Netzteil mit 7805 als Regler: 9V Trafo.

Der Elko soll bei Maximalstrom die Spannung nach dem Gleichrichter auf < 20% 
glätten, bei 9V Trafospannung und 1 Ampere Maximallast also 4700uF. Für 10%
Ripple wären schon satte 10000uF notwendig (<10% Ripple ist eher unüblich,
der kleinere Stromflusswinkel führt dann zu verstärkten Verlusten im Trafo, für
die er nicht berechnet ist). Bei 50Hz nach Vollwellengleichrichtung, also 100Hz
Ripple, ist die Formel ganz einfach:

              Volllaststrom
 -----------------------------------------   [in Farad]
 (Trafospannung * 1.4 - 2) * (Ripple in %)

Wenn das Netzteil sich nicht durch den Ausfall von ein paar Halbwellen des 
230V~ Netzes stören lassen soll, wie es beim Anlaufen von schweren Maschinen 
der Fall sein kann, muss der Elko grösser gewählt werden. Bei 1 Halbwelle 
also doppelt so gross, bei 3 Halbwellen 4 mal so gross. Zu Hause testet man 
das, in dem der Staubsauger in derselben Steckdose eingeschaltet wird, und
ein RESET-Controller den Spannungsregler-Ausgang unter Volllast prüft.

Der Elko muss dabei die gleichgerichtete (+41% = *1.414) Leerlaufspannung 
(ca. +15% = *1.15) des Netztrafos bei 10% Überspannung (*1.1) im Netz aushalten, 
also in unserem Fall:

 1.414*1.15*1.1*Trafospannung = 1.78*Trafospannung = 16V 

Kleine Trafos produzieren oft hohe Leerlaufspannungen, also im Notfall messen: 
Trafo+Gleichrichter+spannungsfesten Elko fast beliebiger Kapazität dran, keine 
Last und dann messen und zur Sicherheit *1.1 (=10% Netzüberspannung) nehmen.
Aber bereits eine geringe Last (LED als Kontrollleuchte) bringt die Spannung
meist in akzeptable Regionen, weil sich ganz schnell der Diodenspannungsabfall
einstellt. Und Trafos mit grossem Leerlaufspannung/Nennspannung Quotienten
haben einen hohen Innenwiderstand und belasten somit die Gleichrichterdioden
viel weniger, weil der Stromflusswinkel viel grösser ist,.als Trafos mit niedrigem 
Innenwiderstand.

Der Chip des Spannungsreglers darf bei der anfallenden Verlustleistung von 
Maximalstrom*(1.57*Trafospannung-2-minimaleAusgangsspannung) Watt (hier 
7.13 Watt) nicht über 150 Grad heiss werden (Tj im Datenblatt), also braucht er 
einen Kühlkörper dessen Wärmewiderstand bei 40 Grad Umgebungstemperatur 
zusammen mit dem Wärmewiderstand des Gehäuses (TO220: 5 K/W) nicht über 
(150-40) / 7.13 - 5 liegt, also hier 10 Kelvin/Watt. Da Kühlkörper selten so 
optimal eingebaut sind, das ihre Werbe-Datenblattwerte erreicht werden, nimm 
ruhig einen dickeren Kühlkörper von 5 K/W. Immerhin enthalten die 78xx eine
Übertemperaturschutzschaltung. Fehlt diese, muss man mal einen Dauerlauftest
unter den ungünstigsten Bedingungen machen und bei Überhitzungsgefahr
eine Temperatursicherung dranschrauben.

Der Trafo muss die LEISTUNG liefern können, den die Schaltung maximal 
benötigt, hier 5 Watt Ausgangsleistung + 7.13 Watt für den Regler + 1.4 Watt 
für den Gleichrichter ergeben ~14 Watt. Also 14VA, das sind bei 9V ca. 1.6A. 
Diesen meist so 1.4 bis 1.8 mal höheren Strom am Trafo vergessen die meisten.
Da der Strom im Trafo in Pulsen fliesst (90% der Zeit gar nicht, 10% der Zeit 
läd der 10fache Nominalstrom den Elko auf) und die Verlustleistung durch den 
Widerstand des Kupferdrahtes quadratisch vom Strom abhängt, also (10% von 
10*10) = 10 mal höher ist als bei Gleichstrom (den's beim Trafo nicht gibt, 
aber RMS), ist der benötigte Trafo sogar noch grösser. 
Folgende Korrekturfaktoren nennen Trafohersteller, um vom Strom, den man dem 
Ladeelko entnehmen will, auf den Strom zu kommen, den der Trafo nach Aufdruck 
(also als RMS-Wert) liefern können muss:
 1 Wicklung 1 Diode Halbwellengleichrichter: Trafo Strom = 2.3 * Last Strom
 1 Wicklung mit Mittenanzapfung 2 Dioden Delon-Schaltung: Faktor 1.2
 1 Wicklung 4 Dioden Graetz Brückengleichrichter: Faktor 1.8
 1 Wicklung 2 Dioden Villard Spannungsverdoppler: Faktor 4

Wie gross muss so ein Trafo sein ? Bei normalen Verhältnissen bzw. unbekannten
Trafos reicht eine Tabelle, in Katalogen wird manchmal nach oben geschummelt:
 M55/20: 11VA
 EI84/28: 50VA
 UI70/20: 70VA
 UI75/25: 100VA

Unser 9V Trafo muss also 1.8A aufgedruckt haben, also 16.2VA liefern können, 
um nach Regelung 5V/1A zu liefern.

 http://www.atc-frost.com/products/design/va.htm

Trafos gibt es mit maximaler Innentemperatur von 130, 155 oder 180 GradC, die 
halten bei der Temperatur dann im Mittel 10 Jahre. 10 GradC weniger verdoppelt
die Lebensdauer, es lohnt sich also, sie nicht voll auszulasten. Grössere Trafos 
übertragen bei 50Hz so 70W/kg, kleinere deutlich weniger

Die primäre Sicherung probiert man am besten aus: Netzteil anschliessen, voll 
belasten und Primärstrom messen. Eine träge Sicherung mit 1.25 bis 2 fachem 
Strom nehmen. Sie darf beim Einschalten des voll belasteten Netzteils noch nicht 
durchbrennen. Wenn man aber den Elko auf Sekundärseite kurzschliesst, und dann 
das Gerät einschaltet, sollte sofort die Sicherung durchbrennen. Hat der Trafo
mehrere Sekundärwicklungen, muss die primäre Sicherung ja bei Kurzschluss jeder
einzelnen durchbrennen. Tut sie dies nicht, sind Sicherungen sekundär angezeigt.

Wenn man die Bauteile (Trafo, Kühlkörper) unterdimensioniert, sollte man 
Temperatursicherungen (meist 105 Grad) einbauen. Ein Netzteil ist 
unterdimensioniert, wenn es keinen Dauerkurzschluss aushält, also zählt 
nicht der Nennausgangsstrom (hier 1A), sondern die Strombegrenzung des 
Spannungsreglers (hier 1.5A). Man kann auch einen PTC (z.B. Polyfuse)
verwenden, um eine unkaputtbare Strombegrenzung zu erreichen.

*-----
F.9.1. Labornetzteile

Ein Labornetzteil sollte als Spannungsquelle und als Stromquelle einsetzbar 
sein und demnach neben der Spannungseinstellung eine regelbare Strombegrenzung 
haben, die die Spannung nicht weiter erhöht, wenn schon bei niedrigerer 
Spannung so viel Strom fliesst wie eingestellt. In Einzelfällen kann an Stelle 
der Strombegrenzung auch eine abschaltende Sicherung zum Schutz des 
angeschlossenen Geräts sinnvoll sein, die sollte aber eine umschaltbare 
Trägheit haben.

Ansonsten wird jeder seine eigenen Anforderungen an so ein Netzteil haben. 
Spannungsbereich (der eine will 0-30V, der andere 10-300V), Strom (je mehr je 
besser aber auch teuer), Genauigkeit (normalerweise nicht besonders hoch, aber 
es gibt Ausnahmen), Ausregelgeschwindigkeit (es gibt furchtbar langsame 
Netzteile), beständig gegen induktive (Überspannung durch Zündfunke beim 
Abschalten einer Spule, abgefangen durch rückwärtsleitende Diode über dem 
Regeltransistor) und hochfrequente (Drossel am Ausgang soll verhindern 
das Hf hoher Leistung ins Gerät zurückfliesst) Lasten, digital einstellbar per 
RS232/IEEE488, eventuell mit Zurückübermittlung der aktuellen Messwerte. 
Auch interessant ist der Fall, in dem an den Ausgang eines auf 30V und 100mA 
eingestellten Labornetzteils eine 2.4V/100mA Glühlampe angeschlossen wird. 
Wenn dabei das Netzteil am Ausgang einen dicken Elko hat, der eine zu langsame 
Regelschaltung kaschieren soll, brennt die Glühlampe trotz der eingestellten 
Strombegrenzung durch, weil sich erst mal der Elko mit weit mehr als den 
eingestellten 100mA entlädt. Also auf einen möglichst kleinen Elko direkt am 
Ausgang des Netzgeräts achten.

Beim Preisvergleich (boh sind fertige Labornetzteile teuer, ähm die Bauteile
alleine kosten auch so viel, es sei denn man schlachtet einen dicken 
HiFi-Verstärker, von dem meist Gehäuse, Trafo, Gleichrichter, Elkos, 
Leistungstransistoren, Potis, Knöpfe, Kühlkörper und OpAmps zu verwenden 
sind, insbesondere für ein Netzteil mit positivem und negativem Ausgang, 
aber Achtung: Aus einen 4*120-Watt Verstaerker wird kein 2*30V/8A Netzteil, 
Verstärker-Angaben sind durch RMS-Angaben nach oben geschönt, nachrechnen) 
sollte man die verbilligenden Tricks der Hersteller kennen: Ich habe hier 
z.B. die Wuchtbrumme PS2403D von Conrad. Aus der Referenz LM336 regelt 
Strom und Spannung ein RC1458 über LEDs verodert per TIP31C einen 2N3773 
auf SK02/100mm Kühlkörper. Das geht nur, weil der 2*160VA Trafo per Relais 
in 3 Stufen umgeschaltet wird, ansonsten könnte weder der Kühlkörper noch 
der Transistor die Leistung aushalten. Dafür merkt man schon beim Drehen am 
Spannungsknopf, wie das Gerät beim Umschalten aus der Regelung fällt. Und 
wenn ein 12V Akku dranhängt leuchtet eine LED auch wenn der Netzstecker 
draussen ist. Schliesst man eine Dauerlast bei ungünstiger Spannung an, so 
das am 2N3773 eine hohe Verlustleistung abfällt, reicht trotz 
Trafoumschaltung der Kühlkörper nicht und es nützt nichts das auf ihm ein 
Thermoschalter als Übertemperaturschutz geschraubt ist: Der Transistor 
legiert wegen Überhitzung zuerst durch, und nimmt den OpAmp gleich mit, 
wenn man dann den Spannungsreglerknopf auf 0V stellt. So was kann man 
natürlich billiger bauen, als ein Gerät, das bei geringer Ausgangsspannung 
die volle Trafospannung am Ladeelko hält, um in Mikrosekunden nach 
Belastungsende auf volle Ausgangsspannung kommen zu können (was man aber 
auch nur selten braucht).

 http://www.national.com/ LB28 (0-25V/0-10A) nennt Beachtenswertes bei Labornetzteilen
 http://mitglied.lycos.de/hobbyelec/spannung-messen/NT40315.GIF (0-40V/0-15A ein Klassiker 

bis 5A)
 http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/500000-524999/511412-sp-01-en-ps-302_a.pdf 

(0-30V/2A)
 http://home.planet.nl/~heuve345/electronics/course/html/ch10.html (0-30V/0-2A)
 

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/192520-as-01-de-labor-netzgera

et_0-30v_3a.pdf (so viel kann ein MJ3001 :-)
 http://www.conrad.de/ 190180-as-01-de-Hochleistungsnetzplatine_Bausatz.pdf 

http://www.elv.de/service/manuals/Netzplatine/37838-Netzteilplatine.pdf  (0-30V/0-10A, 

instabil bei anderem Aufbau, siehe die vielen xxx pF-Kondensatoren)
 http://www.gb97816.homepage.t-online.de/ (Projekt Stromquelle 0-30V/0-60A/900W)
 http://www.elv.de/service/manuals/SPS9001/21509-SPS9001.pdf  (0-30V/0-20A, keine 

Wickelangaben für Trafos)
 http://www.a-and-t-labs.com/K2_Lab_Power_Supply/ (0-50V/0-5A, aufgebohrter LM317HV)

 http://www.energie.ch/at/trafo/dimensionierung.htm

Bei regelbaren Labornetzteilen kann man die Spannung am Elko vorregeln.
Allerdings verringert sich die Nachregelgeschwindigkeit dadurch drastisch.
Siehe AN32 von http://www.linear.com/ . Der MOSFET in folgender Schaltung von 
Winfield Hill aus s.e.d. arbeitet als Schalter der nur am Anfang jeder 
Halbwelle den Ladekondensator C2 niederohmig an den Trafo koppelt.
     rectified
      ac in                     p-channel   
                                Q1  FET               +38V
     --|>|---+----+-------+---+-- s   d ----+----+---o  4A
             |    |       | \_|_    g       |    |
     --|>|---+    |      R2  /_\    | IRF9Z |    | C2
             |    |       |   | D2  |  34N  |   ===
          C1 |    |       +---+-----'       |    |
            ===   R1      |        ,--------+   gnd
             |    |       |       |         |
             |    |    Q2 |    Q3 |         R5   R1  12k
            gnd   | 5V    c       c         |    R2  12k
                  +---- b           b ------+    R3  4.7k
                \_|_      e --+-- e         |    R4  2.49k
              D1 /_\          |             R4   R5  16.2k
                  | LM336-    R3            |    C1  100uF
                  |  5.0      |            gnd   C2  10,000uF
                 gnd         gnd                 


> Wie schliesse ich digitale Einbauinstrumente (wie das DVM210 126594 
> von www.conrad.de, aber auch alle anderen mit ICL7xx6 aufgebauten) 
> an mein Netzgerät an ?

Die Panelmeter benötigen, ausser den teuren DPM951/952/961/962 197564 von 
http://www.conrad.de/ (die durch den verwendeten MAX138 letztlich nichts 
anderes enthalten als das unten mit ICL7660 zusammengebaute), eine 
potenzialgetrennte Versorgungsspannung von 9-12V, die man im Netzteil 
normalerweise nicht hat, es sei denn man klaut aus einer alten 
Ethernetkarte den 5V->9V Wandler oder baut die Schaltung aus dem Februar 
1997 Magazin ltm9702.pdf von http://www.linear.com/ nach oder portiert die 
Messspannung mit einem LTC1043. Es funktioniert NICHT, aus dem Ladeelko mit 
einem 78L09 eine Betriebsspannung herzustellen, und dann eine Spannung ab 0V 
oder gar darunter zu messen. Es ergeben sich zwar Messwerte, aber die stimmen 
überhaupt nicht und schwanken stark mit der Versorgungsspannnung.

Man kann einen extra 6.3V-Trafo per Einweggleichrichtung ungeregelt, oder 
einen 12V/0.33VA Trafo mit Brückengleichrichter, Elko und 78L09 
Spannungsregler spendieren. Wenn man die in den meisten Modulen intern 
verbundenen Anschlüsse COM und INLO (Pin 30 und 32 des ICL7106) trennen kann 
(das geht beim DVM210 von Conrad NICHT) oder mit dem ICL7106 ein Messgerät 
selbst gebaut hat, geht es, mit einem  78L05 erst 5V herzustellen, und dann 
aus den 5V mit einem ICL7660 -5V zu erzeugen und dann das Messgerät zwischen 
5V und -5V anzuschliessen. Dann kann es Spannungen um 0V messen, also mit 
Spannungsteiler R1/R2 oder Stromshunt R auf Masse bezogene 200mV. 
 +Ub --+---------Hauptregler-------+------ out
       |              |            R1
     78L05-+---+------)---------+  +---+
       |   |   |      |         |  R2  |
 GND --+---)---)--+-R-+---------)--+---)-- GND
       |   |   |  |   |         |  |   |
      ICL7660--)--)---)--+------)--)---)--+ 
               |  |   |  |      |  |   |  |
             +-------------+  +-------------+
             |+B -In +In -B|  |+B -In +In -B|
             |Ampereanzeige|  | Voltanzeige |
             +-------------+  +-------------+
                 INLO und COMMON getrennt !

 http://www.lascarelectronics.com/data/pdf/V%201.pdf

Elektor Juni 2005 zeigt auch eine Lösung, Spannungen um den Nullpunkt messen 
zu können ohne eine galvanisch getrennte Versorgungsspannung zu benötigen:
      +5V
        |
 GND --|+\
       |  >---+
     +-|-/    | B+
     |  |  +-----+
     +--(--|InLo | Panel
 In ----(--|InHi | Meter
        |  +-----+
        |     | B-
 -5V ---+-----+

Bei Schaltungen für tragbare Messgeräte sollte man die Batterieanschlüsse 
als +Ub und -Ub eventuell benötigter OpAmps hernehmen und COM liefert dann 
problemlos die virtuelle Masse ca. 2.8V unter +Ub. Bei Widerstandsmessung, 
einfachen NTC Sensoren oder Brücken (KMZ10 Magnetfeldsensor) kann man 
beim ICL7xx6 sogar ratiometrisch ohne irgendwelche Verstärker und 
Referenzspannungsquellen messen. Ein passender AC/DC-Wandler zur 
Wechselspannungsmessung ist in Datenblatt des ICL7611 beschrieben.

*-----
F.9.2. Symmetrische Versorgungsspannung für OpAmps

Wer einen Wechselspannungs-Netztrafo hat, kann immer irgendwie zur normalen 
positiven Versorgungsspannung noch eine negative Versorgungsspannung 
hinzuzaubern (siehe F.9. Netzteile), aber ungewöhnlich oft wird danach 
gefragt, wie man aus einer 'einfachen' Gleichspannungsquelle (sei es eine 9V 
Batterie oder ein 12V= Steckernetzteil) eine symmetrische Spannungsversorgung 
macht, wie sie von OpAmp Schaltungen benötigt wird (obwohl man dann eigentlich 
zwei 9V Batterien oder ein Wechselstromnetzteil nehmen sollte). Aber es gibt 
dennoch Möglichkeiten:

Wenn die Spannung doppelt so hoch ist wie benötigt und 'halbiert' werden kann, 
nimm einen Spannungsteiler und schalte einen OpAmp als Puffer (Spannungsfolger, 
Buffer) dahinter (siehe TLE2425 von Infineon, Datenblatt des LM675 von 
http://www.national.com/ ). Der OpAmp muss i.A. nur wenig Strom liefern können, 
weil meist sowieso nur ein paar Widerstände an der virtuellen Masse hängen (in 
Gedanken einfach alle Ausgänge voll auf + und Strom berechnen), und selbst wenn 
ein anderer OpAmp vollen Strom nach Masse ableitet, hat er meist eine 
Strombegrenzung von 20mA. In ungewöhnlich kritischen Fällen schalte über einen 
Vorwiderstand noch 2 Elkos zur Entkopplung dahinter:
 +  --+------+-----------------+-- +/2
      |  +---)---------+      47uF
     10k +--|-\        |       |
      |     |  >--10R--+--10R--+-- GND
      +-----|+/                |
     10k     | L272           47uF
 -  --+------+-----------------+-- -/2

Wenn zur positiven Spannung eine gleich grosse negative Spannung hinzukommen 
soll, die nur wenig belastet wird, nimm einen der üblichen Ladungspumpen 
Spannungsverdoppler  ICL7660/LTC1044/MAX1044 (5V/10mA), LT1026/MAX680, 
LTC1044A (12V/10mA) ICL7662 (15V/10mA), MAX619/LTC1046 (5V/50mA) LTC1144 
(15V/50mA) LTC/MAX660 (5V/100mA) MAX665 (8V/100mA) MAX889 (5V/200mA) 
(Intersil/Linear/Maxim). Schaltplan jeweils im Datenblatt.

Reicht der Strom nicht aus, bleibt nur ein Schaltregler wie MC34063. Siehe AN-1118 
von http://www.national.com/ wie ein LM2595 5V zu +/-12V macht, oder nimm gleich 
den MAX743. 
Aber Vorsicht: Die höherfrequenten Störungen auf der Versorgungsspannung, die 
Ladungspumpen oder Schaltregler liefern, werden von OpAmps VIEL schlechter 
unterdrückt, als 50Hz oder 100Hz Störungen, für die der PSRR Wert angegeben 
wird. Also immer gut filtern, das geht bei höherer Frequenz ja auch leichter 
(also bleibt der Bauteileplatzbedarf etwa gleich gross).

*-----
F.9.3. Kleinnetzteil ohne Trafo

> Wie kann ich ohne Trafo aus 230V~ z.B. 24V mit ein paar mA erzeugen ?

Wenn man ohne Potenzialtrennung auskommt, gibt es mehrere Möglichkeiten:

Mit Kondensatoren in Form eines kapazitiven Netzteils wie in TB008/AN954 von 
http://www.microchip.com/ gezeigt oder mit ICs http://www.intersil.com/ 
(HIP5600), http://www.st.com/ (VB408 für 5V) 

 http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/cpowsup.htm
 http://www.supertex.com/pdf/datasheets/SR03.pdf
 http://www.powerint.com/PDFFiles/di11.pdf
 http://www.insight-ap.com.cn/power_integrations/app/pdf/di1.pdf

ABER: Die notwendigen X2 Kondensatoren sind teuer und gross, die ICs 
noch teurer und nicht ausreichend robust gegen die Widrigkeiten eines realen 
Stromnetzes und alle Varianten reagieren sauer auf hochfrequente Signale im 
Netz (Rundsteuersignale, Powerlinemodems) und sollten daher eigentlich eine 
Drossel vorgeschaltet bekommen, die ab 60Hz zu dämpfen anfängt und leider 
ebenso gross wie ein Trafo wäre. Nimm also doch besser einen kleinen Trafo, 
der ist nicht nur wesentlich billiger, sondern auch sicherer und unterdrückt 
noch kostenlos Netzstörungen.

In http://www.microchip.com/ DD1002 findet man noch eine lustige Variante mit 
LEDs + Photozellen.

> grössere Leistungen ?

 http://www.linear.com/ AN32 "High Efficiency Linear Regulators"

> Und die Gegenrichtung ?

http://www.atmel.com/ AppNote AVR182 "Zero Cross Detector"
http://www.microchip.com/ AN521 "Interfacing to AC Power Lines"

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F.9.4. Einschaltstrombegrenzung

Von: MaWin 29.8.2001, Ralf Kusmierz 22.9.2004

Grosse Trafos (so ab 500 VA) brauchen eine Begrenzung des Stromes beim 
Einschalten, sonst leidet der Netzschalter und es donnert ggf. die 
Haushaltssicherung raus.

Zum Einen braucht das Gerät im Einschaltmoment mehr Strom, weil erst
die Siebelkos im Netzteil aufgeladen werden müssen. Zum Anderen fliesst
im Trafo durch dessen parasitäre Induktivität um 90 Grad der Spannung 
nacheilender Wechselstrom. Dieser Strom wäre, wenn der Trafo nicht im 
Spannungsmaximum eingeschaltet wurde, im Einschaltmoment nicht 0 gewesen. 
Er muss jedoch beim Einschalten bei 0 beginnen. Der Wechselstrom ist dann 
mit einer abklingenden Gleichstromkomponente überlagert. Das erste 
Strommaximum kann durchaus beim Doppelten des üblichen Werts liegen. Es 
dauert nun etwas, bis die Gleichstromkomponente verschwindet. 
Zeitkonstante L/R, mit L von mehreren Henry bei grossen Trafos und R 
Wicklungsdrahtwiderstand und Impedanz des Stromnetzes, also einige Ohm.

Eine Möglichkeit zur Reduzierung des Einschaltstromes ist ein Vorwiderstand, 
der von einem (230V) Wechselstromrelais überbrückt wird, das einfach parallel 
zur Primärwicklung angeschlossen wird. Etwas unzuverlässiger ist ein 
Gleichstromrelais am Siebelko, geht aber auch. Allerdings wird man den 
Widerstand von der Wattzahl und Grösse her so auslegen müssen, das er nicht 
länger als eine Sekunde den Strom durchhält, und bekommt daher ein Problem, 
wenn das Relais mal ausfällt. Ein Widerstand mit Rücklötauslöser (ein am 
Widerstand festgelöteter federnder Draht, der abgeht, wenn der Widerstand 
so heiss wird, das das Lötzinn schmilzt, weil er nicht schnell genug vom 
Relais überbrückt wird) oder ähnlicher Überlastungssicherungseinrichtung ist 
erforderlich.

Statt dem Widerstand kann man einen NTC ('Anlaufheissleiter', current inrush 
limiter, http://www.thinking.com.tw/, http://www.epcos.com/) nehmen. Den legt 
man auf den maximalen Dauerstrom des Gerätes aus. Da spart man sich das 
Relais, allerdings ist der NTC noch heiss, wenn man das Gerät nur kurz 
ausschaltet. Vielleicht ist so lange aber auch der Elko noch voll, vor allem 
wenn der Netzschalter kurz vorher auch sekundär den Verbraucher trennt.

Und dann kann man elektronisch verzögert den NTC überbrücken, sobald die 
Ausgangsspannung stabil ist. Dann kühlt der NTC ab, während das Gerät an ist, 
und man kann das Gerät auch mal kurz aus- und wieder einschalten. Für eine 
Schaltung siehe 

 http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm
 http://www.call-n-deal.de/uwe/elrad/sanft_geschaltet/
 und ein weiterer Ansatz in http://www.fsm-elektronik.de/

Kühlschrankkompressoren haben dafür übrigens eine simple Kapsel drin, bei der 
Klixon heizt der Vorwiderstand einen Bimetall. Nicht wirklich hi tech, braucht 
aber auch einen Moment zum Abkühlen.

 http://www.sensata.com/support/klixon-motor.htm

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F.9.4.1. MOV Überspannungsschutz

Metalloxidvaristoren (MOVs) bieten Überspannungsschutz, in dem sie bei
Überschreiten einer bestimmten (aber nicht besonders genau festlegbaren)
Spannung zu leiten anfangen, ähnlich wie Z-Dioden aber bidirektional,
aber sie halten nicht ewig:

 http://www.surgex.com/surgetypes.html

Of prime concern is the fact that MOVs have a lifetime "joule" rating. The 
joule is an engineering term for energy (energy can be measured in joules). 
The joule rating for an MOV means that when a particular MOV has received the 
specified amount of energy, it no longer works! This could be the result of 
one or two large surges or several small surges. Therefore, for MOVs to be 
used reliably, a strict replacement schedule is necessary. It is like not 
having a gas gauge in your car - you never know when you are going to run out 
of gas so you have to keep putting more gas in your car! Lack of replacement 
can have very serious results - MOVs have been known to cause fires.

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F.9.5. Solarladeregler

>Wie funktioniert eigentlich ein Shunt-Solarladeregler?

Einfaches Ding:

 http://www.stecasolar.de/bedienung/LUR_D.pdf

Das Solarmodul ist über eine Diode, welche u.A. verhindern soll, dass sich 
Nachts die Batterie in das Modul entlädt, an den Akku angeschlossen. Über 
dem Modul ist ein LeistungsMOSFET angeordnet, der bei Erreichen der 
Ladeschlussspannung des Akkus das Modul kurzschliesst. Da bei 
Spannung=0 der Strom fast egal ist, entsteht dadurch keine nennenswerte 
Verlustleistung, weder im Solarmodul noch im MOSFET.
      +--------+--|>|---+------+
      |        |    +---+---+  |
 Solarmodul MOSFET--|ICL7665| Akku
      |        |    +---+---+  |
      +--------+--------+------+

Angesteuert wird der MOSFET von einem Komparator, der die gemessene 
Batteriespannung mit einer Referenz vergleicht, z.B. in Form des fertigen 
Überspannungssensor ICL7665 eingestellt auf 13.8V. Der Komparator 
schaltet bei einer höheren Spannung den MOSFET ein und erst bei einer 
niedrigeren Spannung wieder aus (Hysterese), dadurch wird verhindert 
das der MOSFET im Analogbetrieb 'halbdurchlässig' wird. Die dabei 
entstehende Verlustleistung hält er nämlich nicht aus. Die Hysterese darf 
durchaus klein sein (also z.B. 0.1V und nicht 1V), so das der MOSFET 
auch bei vollem Akku immer wieder kurz eingeschaltet wird, das führt 
zur Erhaltungsladung. That´s it. Wahlweise kann man den MOSFET mit 
konstanter Frequenz ansteuern und bei Annäherung von 13.7V an 13.8V 
die relative Einschaltdauer von 100% auf 0% zurücknehmen (PWM).
Weiteres unter F.21. Bleiakkus.
Bei einem (Wasser-/Wind-)Generator möchte man nicht kurzschliessen, 
sondern die überschüssige Energie verheizen. Also schliesst du deinen 
Heizwiderstand einfach in Reihe mit dem Kurzschliess-MOSFET.

Der ICL7665 enthält einen zweiten Komparator und kann damit gleichzeitig 
einen Tiefentladeschutz für den Akku durch Lastabwurf mit einem NMOSFET 
in der Masseleitung zum Verbraucher machen. Siehe Datenblatt. 

Die besseren Solarladeregler verwenden einen Schaltregler und arbeiten im 
maximum power point (MPP tracking, entnimmt also der Solarzelle so viel 
Strom, das ihre Spannung nur so weit zusammenbricht, das die entnommene 
Leistung gerade maximal ist) so lange der Akku noch nicht seine 
Ladeschlusspannung erreicht hat, und wandelt die Spannung (meist per 
StepUp) in die gerade aktuelle Akkuspannung um. Hat der Akku seine 
Ladeschlusspannung erreicht, wird aus der Solarzelle dramatisch mehr 
oder drastisch weniger Strom entnommen, so das sich ihr Arbeitspunkt so 
verschiebt, das sie nur noch die benötigte Leistung liefert, bei 
randvollem Akku bis hin zum Kurzschluss- (oder Leerlauf)betrieb in dem 
die Solarzelle keine Leistung mehr liefert.

 http://innovexpo.itee.uq.edu.au/2001/projects/s369584/thesis.pdf

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F.9.6. Spannungsreferenzen

Um für irgendwas (Messschaltung, Netzteil) eine genaue Spannung zu bekommen, 
gibt es reihenweise Chips. Ein paar ausgesuchte:

 TL431: einstellbar, besser als jede Z-Diode, billig. Weniger Strom: TLV/MVV431.
 LM385/LM336: 1.2/2.5/5V billig, aber besser als jeder Spannungsregler, 150ppm.
  Nimmt man solange nichts besonderes nötig ist  Immer wenn in einer Bauanleitung also 
  LM385/LM336 steht, könnt ihr jede Referenzspannungsquelle gleicher Voltzahl nehmen.
 MC1403: 2.5V billig, 10ppm Nimmt man, wenn es ziemlich tempstabil sein soll. DIL8/SO8 
 MAX6325: 2.5V teuer, 0.5ppm. Nimmt man, es es aussergewöhnlich tempstabil sein soll.
 LM4120 (1.8/2.0/2.5/5V, 50ppm, 0.2%) und LP3964EMP-ADJ: 2.0V, teuer, 20ppm, 0.1%, 
  nimmt man wenn man eine präzise Spannung ohne Abgleich braucht.
 MAX6018/6029/6129 1.25..5V wenn man mit 5uA Versorgungsstrom auskommen muss.
 LM399 (2ppm aber 6.95V) und AD588 (3ppm und 10V) sind teuer und heute out,
  ebenso Z-Dioden, selbst so präzise wie die 1N829.

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F.10. Schrittmotoren

Von: MaWin 17.7.2000

Ein Bauteil allgemeinen Interesses sind die Schrittmotoren aus alten Druckern 
und Floppylaufwerken. Bei unipolaren Motoren (mit 4 oder 5 Spulen) wird zu 
einer Zeit nur 1 Spule (Wave-Betrieb) oder 2 Spulen (Halbschritt- oder 
Vollschrittbetrieb) von Strom durchflossen und damit der Motor nur zu 1/4tel 
oder der Hälfte ausgenutzt. Bipolare Motoren haben 2 Spulen und sind dadurch 
leistungsfähiger, benötigen aber 2 Vollbrücken zur Ansteuerung (oder 2 
Halbbrücken und bipolare Versorgungsspannungen). Man kann einen 
unipolaren Motor mit 6 Kabeln (2 Spulen mit Mittenanschluss) oder 8 Kabeln
(4 einzelne Spulen) auch als bipolaren mit doppelter Betriebsspannung 
verwenden, hat er nur 5 Kabel und einen Mittenanschluss braucht man dazu 
eine positive und eine negative Betriebsspannung in Höhe der 
Motornennspannung und 4 Halbbrücken. 
Motoren gibt es als Variable Reluctance (Weicheisenkern) oder Permanentmagnet 
(meist im Blechfingerkäfig) oder Hybrid (beides zusammen). Hat der Motor 3 
Spulen, ist es ein 'brushless DC' Drehstrommotor (z.B. von Nidec aus Festplatten) 
den man mit Sinus ansteuern sollte: Z.B. A8925 oder A8984 (Allegromicro).
Regelmässig bauen Leute erst die Teile aus, und fragen dann, wie man sie 
ansteuert. Leute, messt VOR dem Ausbauen, und nehmt die Ansteuerschaltung 
gleich mit, die braucht ihr nämlich. 
Schrittmotoren haben, vor allem bei simpler Ansteuerung (UCN5804, SAA1027) 
einen schlechten Wirkungsgrad und kommen ohne Bremsresonatorplatte schnell 
an ihre Eigenresonanzgrenze. Ein Floppymotor muss halt nur den Kopf verschieben 
können. Wie viel sind die xx Nm (Newton-Meter) Drehmoment bzw. Haltemoment
des Motors eigentlich ? 1 N ist die Erdanziehung von 102 Gramm. Baut man an den
Motor eine Seilrolle von 1 Meter Radius, kann ein Motor mit 1 Nm also ein 
Gewicht von 102 Gramm anheben, oder 10kg bei einer Rolle von 2cm Durchmesser. 
Kein Wunder, das Floppyschrittmotoren bloss milliNewtonMeter (ab 0.001 Nm) 
haben. Bei Nenndaten (z.B. 6V/1A pro Spule, also 12W) wird der Motor innendrin 
ca. 65 GradC wärmer als die Umgebung, kühlt man ihn verträgt er mehr Leistung. 
Will man einen Motor voll ausnutzen, benötigt man eine mehrfach überhöhte 
Betriebsspannung und Ansteuerung per Stromchopper oder gleich Mikroschritt.
Also etwas Grundlagen zum Schrittmotor:

 http://www.cs.uiowa.edu/~jones/step/
 http://www.doc.ic.ac.uk/~ih/doc/stepper/
 http://www.eio.com/stepindx.htm
 http://www.pcgadgets.com/

Grundschaltung für unipolare Schrittmotoren ( _ aus, - an).
 Phase 1 ----____----
 Phase 2 ____----____
 Phase 3 __----____--
 Phase 4 --____----__

 +----+
 |    |--Phase1--+
 |    |          |
 | ULN|--Phase2--+--+
 |2003|             |
 |o.ä.|--Phase3--+--+-- +5V
 |    |          |
 |    |--Phase4--+
 +----+

Eine einfache Methode, um Motoren etwas leistungssteigernd zu betreiben, 
ist eine niedrigere Spannung bei Stillstand, eine (für Dauerstillstand zu hohe, 
wegen der Spuleninduktivität im Betrieb aber tolerable) Spannung beim Bewegen, 
wie in folgender Schaltung für 6V Spulen, oft in Floppys eingesetzt:
              +--R--+-- +12V
              |     |E
 Stillst --R--+----|< PNP
 +----+             |
 |    |--Phase1--+  |
 |    |          |  |
 | ULN|--Phase2--+--+
 |2003|             |
 |o.ä.|--Phase3--+--+--|<|-- +5V
 |    |          |
 |    |--Phase4--+
 +----+

Und wenn ihr einen Schrittmotor mit nur 4 Anschlüssen findet (bipolar), nehmt 
gleich einen ordentlichen IC mit Takt- und Richtungssignal (A3977, MC3479, 
SAA1042, L297 (Achtung: Geht gerne von Rückwirkungen des Motortreibers 
in Latch-Up) +L298, L6506+L6501/2/3, L6208/6209, TA8435) oder 2 Vollbrücken 
vom uC aus (L293, L298, L6201/2/3, LMD18200, LMD18245, 
TLE4205/470x/4726/4727/5204/5205/6209) und steuert sie direkt, mit 
Stromreglung (L297, L6506, TLE5250, TEA3718) oder im Mikroschritt (PBL3717, 
A3955/57/72/73/77, L6258, PPMC103, M54640/670/679, MB86521, LB1847/11847, 
NJM3772+NJU39610, TA8435 (Toshiba)=IMT901 (Nanotec, ebenso stammen
deren Schrittmotoren natürlich von einem anderem Herrsteller 
http://www.teco.com.sg/2stepm.htm)) an.
 Vollschritt
 
  Phase 1 ++--
  Phase 2 -++-
 
 Halbschritt

  Phase 1 +++o---o
  Phase 2 -o+++o--

 Mikroschritt

  Phase 1 sinus
  Phase 2 cosinus

http://www.trinamic.com/ baut ganze Servo-ICs (regelt Schrittmotor per Encoder 
auf Sollposition, inklusive Mikroschritt, jedoch eher nicht geeignet wenn man
mit 2 Motoren Kreise fahren will), jedoch leider in bipolar statt DMOS.

Schrittmotoransteuerung
 A2919S A3957S A3962S A3964S A3966S A3972SB A3955 Allegro Microsystems Inc  
 AN6664S AN6668NS AN8208S Matsushita, Panasonic  
 BA6343 BA6845FS BA6846FS BA6846FV Rohm Co Ltd  
 CS279 CS293DN16BW CS3710M15 CS3717 CS3770 CS4161 CS8441N8 CS8442N8 Cherry Semiconductor 

Corp  
 HA13421A HA13475P Hitachi America  
 IP293 Semelab PLC  
 KA2820 KA3100D Fairchild Semiconductor Corp Samsung Electronics Inc
 L293 L297 L6219 L6223 L6506 L9925 L9935 ST Microelectronics  
 LB11946, LB11945H, LB11847, LB1946, LB1945H, LB1945D, LB1847, LB1845,,LB1924, LB1923M, 

LB1823, LB1823M, LB1838M Sanyo Semiconductor Corp  
 M54640P M54646AP M54670P M54671SP M54672SP M54676P M54677FP M54678FP Mitsubishi Electronics 

America Inc  
 MC33192DW Motorola Semiconductor Products Inc  
 MC3479 ST Microelectronics Motorola Semiconductor Products Inc ON Semiconductor
 MTD1110 MTD1120 MTD2001 MTD2003 MTD2005 MTD2007F MTD2009J Shindengen Electric Mfg  
 PBL3717A ST Microelectronics  
 SAA1027, SAA1042 Philips
 SDK03M SI7230M SI7500A SLA7020M SLA7021M SLA7022MU SLA7024M SLA7026M SLA7027MU SLA7029M 
 SLA7042M SLA7044M SMA7022MU SMA7029M Allegro Microsystems Inc 
 http://www.allegromicro.com/ic/motor.asp 
 SN754410NE Texas Instruments Inc 
 STK6713 STK672 Sanyo Semiconductor Corp  
 TA7289 TA7774 TA8068L TA8415P TA8430AF TA8435H TA8529F TB62200 TB6504F 
 TB6512AF TB6528P Toshiba Electronic Components Inc  
 http://www.semicon.toshiba.co.jp/eng/solution/mtele/moter/steping.html
 TCA3727 Infineon Technologies AG 
 TD6330BP Toshiba Electronic Components Inc  
 TEA3717DP TEF3718 ST Microelectronics  
 TLE4726G TLE4727 TLE4728G TLE4729G TLE5250 Infineon Technologies AG  
 UC1517 UC1717J UC3517 UC3717 UC3770 Unitrode Corp  
 UCN5804B UCN5804LB UDN2916 UDN2917EB UDQ2916 Allegro Microsystems Inc  
 UPD16803GS UPD16808GS UPD16813GS UPD16814GS UPD16818 UPD16833 UPD16835 NEC Electronics Inc 


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F.11. LCD Flüssigkristallanzeigen

Von: MaWin 17.7.2000

Eine weiteres Bauteil allgemeinen Interesses sind die LC-Displays. Dabei gilt
es 4 Varianten zu unterscheiden:

a) einfache Gläser aus Uhren und Taschenrechnern werden mit 
Rechteckwechselspannung  von ca. 5V angesteuert (die Mindestspannung
hängt vom verwendeten Flüssigkristall ab, aber 5V reicht eigentlich immer). 
Das ist einfach bei direkt angesteuerten (siehe AN587 von 
http://www.microchip.com/), geht noch bei 2-fach gemultiplexten 
(http://www.zilog.com/docs/z8/appnotes/lcd_apnt.pdf und auch AN587) 
und sollte bei mehrfach gemultiplexten mit speziellen LCD-Treiberchips 
wie PCF211x/8566/8577 von http://www.semiconductors.philips.com/ 
oder LC7582/75821/75823/75850 von http://www.sanyo.co.jp/ erfolgen. 
Sonst siehe AN786 von http://www.national.com/ mit variabler 
Betriebsspannung zur Kontrastregelung, nicht jedermanns Sache.

 http://www.tstonramp.com/~pddwebacc/lcd_ics.htm

b) Punktmatrixanzeigen aus FAX-Geräten und Kartenlesern sind fast alle gleich,
basierend auf Hitachi's HD44780 oder kompatiblen, aber fast alle Leute haben 
Probleme damit, weil sie das Timing bei der Initialisierung nicht einhalten 
oder keine negative Kontrastspannung bei Typen mit erweitertem 
Temperaturbereich anlegen. Unterlängen bei 11-pixeligen Displays sieht man nur
nach function set Umschaltung und bei bestimmten (anderen) Zeichencodes.
Zum Umschalten in den 4-bit Modus verwendet man am besten 3 mal 0x30. Das 
geht auch, wenn das Display schon im 4-bit Modus war. Dann kommt ein 0x01
(in 2 Nibbles).
Das Timing sollte nicht zu knapp sein, schliesslich fährt nicht jeder Hersteller
sein Display mit derselben Taktfrequenz wie Hitachi in seinem Datenblatt,
und das Originaldatenblatt hat man ja meist nicht.

 http://www.apollodisplays.com/pdf/dmcman.pdf (Handbuch für alfanumerische)
 http://www.sprut.de/electronic/lcd/
 http://elm-chan.org/docs/lcd/lcd3v.html (welche laufen mit 3V ?)

Und wer nach seriell (I2C) ansteuerbaren LCD-Modulen fragt: PCF8574 (LCD
im 4 bit Modus) davorlöten statt teuer fertig kaufen ?

 http://www.ezl.com/~rsch/projects.htm SPI2LCD

oder aus Nokia 3310 ausbauen. Der Controller  
http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/datasheets/pcd8544_1.pdf
ist per SPI ansteuerbar:

 Pin Signal Erklärung 
 1   VDD    Betriebsspannung (2,7…3,3 V) 
 2   SCK    Serial Clock Input 
 3   SDIN   Serial Data Input 
 4   D/C    Data/Command 
 5   SCE    Chip Enable 
 6   GND    Masse (Ground) 
 7   VOUT   Òutput voltage 
 8   RES    External Reset Input 
 
 http://home.mn.rr.com/sarmitage/avr.html
 http://sandiding.tripod.com/lcd.html

c) Bei Grafikdisplays aus Laptops ist jedes Display anders. Man kommt nicht
drumrum, das Datenblatt zu besorgen. Nur leider gibt es kaum Datenblätter.
Mit Glück findet man die Ansteuerung in der Beschreibung eines
LCD-Grafikcontrollers von Samsung, Oki, Epson (SED1335, S1D1370x) oder 
Toshiba. Bei den meisten gibt es mehr oder weniger nur eine Taktleitung und 
n Datenleitungen (Pixel). Zudem eine Leitung die das erste Pixel pro Zeile 
markiert und eine die die erste Zeile des Bilds markiert. Die Alternating Line 
bei DSTN-Displays muss bei jedem Bild den Zustand wechseln.  
Die Signale müssen mit stabilem Timing generiert werden, bevor die LCD 
Spannung aufgebaut wird, und beim Abschalten auch erhalten bleiben bis die LCD 
Spannung wieder komplett weg ist. Also sollte man tunlichst die 'Grafikkarte' 
aus dem Laptop mit ausbauen, denn an eine normale Grafikkarte für VGAs 
passen die nicht. Brauchbarer sind da schon die Typen aus CamCordern 
mit Videosignal Eingang.

Von: Andreas Schwarz 11.8.2000

d) Die meisten kleinen Grafik-LCDs (128x32) haben den HD61830 als Controller, 
die grösseren (240x128) oft den T6963C, die ganz grossen (320x240) den 
SED1330. Das dumme am SED1330 ist, dass er AFAIK keinen Zeichengenerator 
eingebaut hat, ansonsten gibt's keine grossen Unterschiede, und an einen 
uC-Bus hängen kannst du sie alle. Aber wenn man sich ein LCD in einer 
bestimmten Grösse rausgesucht hat, hat man meistens keine Wahl mehr, welchen 
Controller man bekommt.

 http://www.eio.com/datashet.htm (viele Datenblaetter)
 http://www.apollodisplays.com/pdf/dmcman.pdf (Handbuch für alfanumerische)
 http://home.iae.nl/users/pouweha/lcd/lcd.shtml
 Chips&Technologies AppNote zu 6555x Anschluesse Grafikdisplays vieler Hersteller
 http://www.batron.de/
 http://www.dbit.com/~lansie/CUJ/Hardware.htm (T6963)
 http://www.nbb.cornell.edu/neurobio/land/STUDENTPROJ/1999to2000/gurnee/index.htm#lcddisp
 http://home.nikocity.de/woe/lcd/pc2004.jpg
 http://home.nikocity.de/woe/lcd/pg12864.pdf
 http://www.actron.de/ (Daten CD)
 http://www.produktinfo.conrad.de/datenblaetter/400000-499999/488232-da-01-en-LCD_Modul.pdf
 http://www.genesis-microchip.com/ (Ansteuerung)
 http://www.lcd-module.de/
 http://www.rtdusa.com/appnote/108_lcd.htm
 http://home.nikocity.de/woe/lcd/lm_dk55.gif

> Woher bekommt man eigentlich die für LCD Hintergrundbeleuchtung bei Laptops oder 
> in Scannern verwendeten CCFL (Kaltkathodenfluoreszenz) Leuchtstoffröhern her ?

CCFL sind Leuchtstofflampen ohne Heizung, in denen wenige Milligramm Quecksilber
UV-Licht aussenden, das vom Leuchtstoff in sichtbares Licht konvertiert wird. Bei
40 GradC sind sie am hellsten, 	bei 0 GradC kommen nur noch 25% der Helligkeit
wie bei 25 GradC heraus, bei 1,5-fachem Spannungsbedarf. Erst nach 30 Sekunden
erreicht die Helligkeit ca. 90%, von 70% direkt nach dem Zünden.

 http://www.backlight4you.com/
 http://www.farnell.de/ (Kaltkathoden-Leuchtröhren)
 http://www.backlight-systeme.de/download/PS_CCFL_Lamp.pdf (nur kundenspezifische)
 passender IC: MB3776A

*-----
F.12. VFD Vakuumfluoreszenzanzeigen

Von: MaWin 15.5.2001 

Das sind die meist blaugrün leuchtenden Anzeigen in HiFi-Geräten. Das sind 
noch echte Röhren mit Heizung, Anode und Kathoden und einem Leuchtstoff 
wie in der Fernseherbildröhre, sie sind aber Dank Niederspannung einfach 
anzusteuern. Datenblätter sind oft nicht zu bekommen, da die Anzeigen meist 
kundenspezifisch hergestellt werden, also sollte man vor dem Ausbauen mal 
nachmessen.

Die Heizung benötigt Wechselspannung, aufdrehen bis die Heizdrähte bei meist 
4V im Dunklen dunkelrot glühen, die Segmente eine positive Spannung gegenüber 
der Heizung von ca. 26V (von 6V bis 40V aufdrehen) bei weniger als 1mA pro 
Segment. Für Multiplexbetrieb liegt zwischen den Heizdrähten und den 
Segmenten noch ein Gitter. Ist das Gitter mit der Heizung (oder ein bischen 
negativer) verbunden, sind die dahinterliegenden Segmente aus, ist es mit 
der Segmentspannung (oder ein bischen weniger) verbunden, sind sie an.

 http://www.futaba.com/products/displays/app_notes/index.asp
 http://www.itron-ise.co.jp/
 http://www.noritake-elec.com/
 http://www.allegromicro.com/ (MUX Treiber A581x/A681x)
 http://www.maxim-ic.com/ (MUX Treiber MAX6920/21/22/31/32)
 http://www.princeton.com.tw/ (MUX Treiber PT6311)
 http://www.okisemi.com/ (Treiber-IC MSC1162/1163/7162)
 http://www.seiko.com/ (Epson Treiber-IC SED2000/2020/2032/2040/2800)
 http://www.onsemi.com/ (Treiber-IC CS1087/1088/1089, Mask ROM)
 http://www.ti.com/ (Treiber-IC SN755721/755731)
 http://www.sanyo.co.jp/ (Treiber-IC LB1240)
 http://www.misubishichips.com/ (Treiber-IC M56692/56693/56694)
 http://www.nec.co.cp/ (Treiber-IC uPD16305/16306/16326)
 http://www.toshiba.co.jp/ (Treiber-IC TD62C949/950)
 http://www.maxim-ic.com/ (Controller-IC MAX6850-6853)
 http://www.national.com/ (LM9022 Rechteckwechselspannung für Heizdraht)

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F.13. Bauteile prüfen

Von: MaWin 17.7.2000 

Das häufigste Problem beim Reparieren von Geräten ist das Prüfen von
Bauteilen. Es geht um das Prüfen der Grundfunktion, dann aber auch um das 
vollständige Prüfen. Je nach Schaltung kann es notwendig sein, das Bauteil 
abzuklemmen, um es ausmessen zu können. Daher lohnt sich ein Verständnis der 
Schaltung (oder gar ein Schaltplan, in dem meist auch Sollspannungsangaben 
drin sind) beim Messen. Manchmal hat man Glück, und hat ein vergleichbares 
heiles Bauteil da, das ersatzweise eingelötet wird (es kann aber die Schaltung 
so weit kaputt sein, das dieses heile Bauteil beim Test zerstört wird, aber bei
Zeilentrafos ist dieses Vorgehen der einfachste Weg)

Für das Prüfen der Grundfunktion gibt es Messgeräte. Einen Ohmbereich,
Diodentest und Transistortest hat schon das 5 EUR Vielfachmessinstrument,
ein LRC-Meter (wie 122211 für 40 EUR von http://www.conrad.de/ oder selber
bauen siehe unter "Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät") ist nützlich
damit man auch Kondensatoren und Spulen bestimmen kann. Was dann meist 
fehlt, sind Messgeräte für hochkapazitive Elkos und MOSFETs, IGBTs, 
Thyristoren, TRIACs. Bei ICs hilft meist nur, sich das Verhalten des Chips in 
der Schaltung anzusehen und mit den Datenblattangaben zu vergleichen, z.B. 
die Stromaufnahme.

Dieser simple Durchgangstester aus einem OpAmp mit Offsetabgleich hat einen 
besonderen Vorteil: Er wird so eingestellt, das er nur unter 0.1 Ohm anschlägt 
und man kann dadurch tatsächlich durch Leitungen verbundene Stellen von 
solchen unterscheiden, bei denen Bauteile dazwischenliegen. Die Messspannung
von 1 Millivolt reicht nämlich nicht aus, ausreichend Strom durch die Bauteile 
fliessen zu lassen (bis auf den 0.01 Ohm Shunt, aber den wird man auch so finden).
    +---+----------+----+
   10k  |        Summer |
 o--+--|+\------+  |    |
   10R |  >-----)--+ Batterie
 o--+--|-/-Poti-+       |
   10k  |    |          |
    +---+----+----------+

Ein genial einfacher Transistortester findet sich unter
http://de.geocities.com/xantia99at/tr_pruef.pdf 
Die Piezoscheibe findet sich in Piezosummern, die von diesem Prinzip Gebrauch
machen (das sind aber bei weitem nicht alle, manche Rauchmelder verwenden aber
so eine Piezoscheibe) Conrad.712918/712930/712943 hat nach Bild 7 im Katalog 
auch einen dritten Anschluss, aber nicht nach Masszeichnung, also kann man 
sich wohl nicht darauf verlassen, das Conrad was geeignetes liefert.

ABER: Selbst wenn ein Bauteil den Grundfunktionstest besteht, kann es dennoch
in der Schaltung der Grund des Ausfalls sein. Ein Bauteil kann z.B. erst bei 
hoher Spannung oder Wärmebelastung sein Fehlverhalten zeigen, daher ist 
Kältspray ein übliches Mittel in Werkstätten. Und die ganzen Daten eines 
Bauteils (z.B. Güte von Spulen, ESR von Elkos) kann nur ein Komponententester 
ermitteln.

Elkos sind bei älteren Geräten ein häufiger Ausfallgrund. Man könnte sie pro
forma gleich ersetzen. Aber Vorsicht: 105 Grad Typen sollte man nicht durch 
85 Grad Typen ersetzen, sonst hat man das Problem in kurzer Zeit wieder, und 
low-ESR Elkos nicht durch normale Elkos (und machmal nicht umgekehrt). 
Und da man die spezielleren Elkos selten da hat, lässt man die alten besser
drin, solange sie noch gehen.

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F.13.1. MOS-Transistoren

Von: MaWin 17.7.2000

   ein   o-+---+----------------+
 +-o/o-o/  | 12V50mAGlühlampe   |
 |     : o |   +--D S G--180R--250R Poti
 |+    : | | Taster |           |
 9V    : +-)---+----+-----------+
 |-    : | |
 |     : o | NPN/NMOSFET/TRIAC+THYRISTOR
 +-----o/  |
         o-+ PNP/PMOSFET/TRIAC

Man nimmt eine 9V Batterie, hängt den N-Kanal MOSFET mit D über eine 
Glühlampe 12V/50mA an + und S an - der Batterie, und das Gate über einen 
180 Ohm Widerstand an ein 250 Ohm Poti, das mit + und - verbunden ist. 
Ein Aufdrehen des Potis sollte den MOSFET zum Leiten bringen. Bei P-Kanal 
MOSFET Batterie verpolen.

Bei einem NJFET verbindet man G und S mit - Batterie und schliesst D über ein
Milliamperemeter an + einer 9V Batterie an. Es soll ein Strom von 0.1-100mA,
meist 5-10mA, fliessen.

Ein Thyristor oder TRIAC hat einen Zündstrom und einen Haltestrom (meist 
50mA). Man schliesst A (A2) über eine ca. 12V/50mA Glühlampe an + und K (A1) 
an - einer 9V Batterie an. Die Lampe bleibt aus. Verbindet man G über 180 
Ohm mit + der Batterie, geht die Lampe an und bleibt an, auch wenn man G 
wieder abtrennt oder mit - verbindet. Sie geht erst aus, wenn die Lampe kurz
abgeklemmt wird oder (trickreicher) der TRIAC mit einem Taster (der eignet
sich dann auch zum Lampentest) überbrückt wird.

Beim TRIAC funktioniert das auch, wenn die Batterie verpolt wird, beim
Thyristor nicht.

> Wie schliesse ich einen TRIAC richtig an ?

A1 ist der Bezugspunkt, sozusagen der Emitter. Ein verkehrt eingebauter
TRIAC (A1 und A2 vertauscht) geht kaputt und nimmt die Schaltung mit.
Die meisten TRIACs zünden in allen 4 Quadranten, also sowohl wenn A2 
in Bezug zu A1 positiv als auch negativ ist und sowohl wenn in G Strom 
nach A1 hineinfliesst als auch aus G herausfliesst. Nur die moderneren 
'snubberless' TRIACs zünden nicht in Quadrant IV. Da manchmal statt 
dem Quadranten auch die Triggerart genannt wird, hier eine Tabelle:
 Quadrant A2                    Gate                  Triggerart

 I        positiv gegenüber A1  positiv gegenüber A1  I+
 II       positiv gegenüber A1  negativ gegenüber A1  I-
 III      negativ gegenüber A1  negativ gegenüber A1  III-
 IV       negativ gegenüber A1  positiv gegenüber A1  III+

> Warum sollte bei einem MOS Transistor ein Vorwiderstand vor das Gate ?

Weil die Zuleitung (Induktivität) und das Gate (Kapazität) einen Schwingkreis
bilden, und so eine Schwingneigung bei sehr hohen Frequenzen existiert, die
durch Verschlechterung der Güte des Schwingkreises durch den Widerstand
gemindert wird. Das könnte man auch mit einer Ferritperle beheben. Aber 
zudem befindet sich zwischen Gate und Drain des MOSFET ein Kondensator, 
und schnell ansteigende Impulse am Drain schlagen auf das Gate durch und 
können den steuernden IC in den LatchUp treiben, wenn man den Strom nicht 
per Widerstand begrenzt.

 http://www.microsemi.com/ Datenblatt des SG1844 Figure 15
 http://www.fairchildsemi.com/an/AB/AB-9.pdf

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F.13.2. Farbcodes

 http://en.wikibooks.org/wiki/Electronics/Component_Identification
 http://www.ventronicsinc.com/images/smcolorchart.jpg

Der erste Ring ist oft breiter als die anderen, der letzte Ring ist oft abgesetzt von 
den anderen. Jeder kennt sie, aber kennt ihr auch diese ?

Kohleschichtwiderstände

Die ersten beiden Farbringe sind die Ziffern, der dritte Farbring die Anzahl der Nullen,
der vierte die Toleranz und der fünfte die Betriebsspannung
 Ring    1 2 3           4     5
 schwarz 0 0 *1                
 braun   1 1 *10               100V
 rot     2 2 *100              200V
 orange  3 3 *1000             300V
 gelb    4 4 *10000      5%    400V
 grün    5 5 *100000           500V
 blau    6 6 *1000000          600V
 violett 7 7 *10000000         700V
 grau    8 8 *100000000        800V
 weiß    9 9
 gold        *0,1        5%    1000V
 silber      *0,01       10%   2000V
 ohne                    20%   500V
       

Metallschichtwiderstände

Die ersten drei Farbringe sind die Ziffern, der vierte Farbring die Anzahl der Nullen,
der fünfte die Toleranz und der sechte die Betriebsspannung
 schwarz 0 0 0 *1                
 braun   1 1 1 *10         1%    100V
 rot     2 2 2 *100        2%    200V
 orange  3 3 3 *1000             300V
 gelb    4 4 4 *10000      5%    400V
 grün    5 5 5 *100000     0,5%  500V
 blau    6 6 6 *1000000          600V
 violett 7 7 7 *10000000         700V
 grau    8 8 8 *100000000        800V
 weiß    9 9 9             Sicherungswiderstand
 gold          *0,1        5%    1000V
 silber        *0,01       10%   2000V
 ohne                            500V

Sicherungswiderstände sind Metallschichtwiderstände, die bei Überlastung 
definiert durchbrennen, und haben oft einen weissen 5ten Farbring (aber 
nicht immer, Vishay NFR25 hat violett, andere sind normal beschriftet) 
und ein Ausrufungszeichen auf der Platine
)
Meßwiderstände mit Angabe des Temperaturkoeffizienten (DIN 41429 / IEC 115-1-4.5)
 schwarz 0 0 0 *1                250ppm 
 braun   1 1 1 *10         1%    100ppm 
 rot     2 2 2 *100        2%    50ppm 
 orange  3 3 3 *1000             15ppm 
 gelb    4 4 4 *10000      5%    25ppm 
 grün    5 5 5 *100000     0,5%  20ppm 
 blau    6 6 6 *1000000    0,25% 10ppm 
 violett 7 7 7 *10000000   0,1%  5ppm 
 grau    8 8 8 *100000000  0,05% 1ppm 
 weiß    9 9 9             Sicherungswiderstand
 gold          *0,1        5%  
 silber        *0,01       10%  
 ohne                      20%
       
NTC-Widerstände (Widerstandswert bei t=25°C)
 schwarz 0 0 *1  
 braun   1 1 *10  
 rot     2 2 *100      2% 
 orange  3 3 *1000  
 gelb    4 4 *10000  
 grün    5 5 *100000  
 blau    6 6 *1000000  
 violett 7 7   
 grau    8 8    
 weiß    9 9   
 gold                  5% 
 silber               10% 
 ohne                 20% 

Farbcodes von Kondensatoren (Toleranz absolut bei <10pF, relativ bei >=10pF)
 schwarz 0 0 *1pF      20%  
 braun   1 1 *10pF  0,1pF/1%  100V 
 rot     2 2 *100pF 0,25pF/2% 200V 
 orange  3 3 *1nF             300V 
 gelb    4 4 *10nF            400V 
 grün    5 5 *100nF 0,5pF/5%  500V 
 blau    6 6                  600V 
 violett 7 7                  700V 
 grau    8 8 *0,01pF          800V  
 weiß    9 9 *0,1pF 1pF/10%   900V 
 gold                        1000V 
 silber                      2000V 
 ohne        20%              500V 

EIA-96 - Widerstands-Wertkennzeichnung (meist auf SMD)
Diese Tabelle zeigt die ersten zwei Ziffern der drei-Zeichen-EIA96-Kodierung:
 01=100  13=133  25=178  37=237  49=316  61=422  73 562  85 750 
 02=102  14=137  26=182  38=243  50=324  62=432  74 576  86 768 
 03=105  15=140  27=187  39=249  51=332  63=442  75 590  87 787 
 04=107  16=143  28=191  40=255  52=340  64=453  76 605  88 806 
 05=110  17=147  29=196  41=261  53=348  65=464  77 619  89 825 
 06=113  18=150  30=200  42=267  54=357  66=475  78 634  90 845 
 07=115  19=154  31=205  43=274  55=365  67=487  79 649  91 866 
 08=118  20=158  32=210  44=280  56=374  68=499  80 665  92 887 
 09=121  21=162  33=215  45=287  57=383  69=511  81 681  93 909 
 10=124  22=165  34=221  46=294  58=392  70=523  82 698  94 931 
 11=127  23=169  35=226  47=301  59=402  71=536  83 715  95 953 
 12=130  24=174  36=232  48=309  60=412  72=549  84 732  96 976 

Der folgende Buchstabe ist ein Multiplikator:
 Y (alt: S)=0.01 X (alt: R)=0.1 A=1 B=10 C=100 D=1000 E=10000 F=100000

Spulen

Wie Kohleschichtwiderstände in uH. Militärisch spezifizierte Spulen beginnen 
mit einem dicken silbernen Ring, dann die 3 Widerstandsfarbringe, dann der
Toleranzringvon 1%, 2%, 3% bis 4% (braun, rot, orange, gelb) zusätzlich zu 5%, 
10% und 20%. Oder Kapazität in uH mit goldenem Ring an Stelle des Kommas

z.B. rot gold violett braun 2.7uH 1%
z.B. silber(breit) blau grau braun orange 680uH 3% mil

bei DDR Polyesterkondensatoren zeigt ein Farbfleck an der Seite die 
Spannungsfestigkeit blau 25V, gelb 63V, rot 160V, grün 250V, braun 400V, 
schwarz 630V, orange 1000V.

Dioden

Farbringe als Ziffern von 1Nxxxx, beginnend beim dicken Ring, der die Kathode kennzeichnet

z.B. weiss braun gelb = 1N914, gelb braun gelb grau = 1N4148

oder, wenn sie mit rot oder seltener braun beginnt eventuell nach Pro Elektron
 schwarz    X 0 0
 braun   AA   1 1
 rot     BA   2 2
 orange     S 3 3
 gelb       T 4 4
 grün       V 5 5
 blau       W 6 6
 violett      7 7
 grau       Y 8 8
 weiß       Z 9 9

z.B. rot blau violett grün = BAW75

> Ich habe hier einen Scheibenkondensator mit folgender Aufschrift: 241K 
> Könnte mir jemand mal erklären, wie man diese Angaben entschlüsselt?

241 ist die Kapazität in pF, wobei die letzte Ziffer die Anzahl der Nullen 
angibt, also 240pF. Also vergleichbar mit SMD-Widerstandsmarkierungen oder 
den Widerstandsfarbringen. Da 240 entweder als 240pF oder 24pF verstanden 
werden könnte, lässt man die 0 dann weg. Der Buchstabe ist die Toleranz:
A=Sondertoleranz, B=0,1pF, C=0,25pF, D=0,5pF/0.5%, F=1pF/1%, G=2pF/2%, 
H=2,5%, J=5%, K=10%, M=20%, P=+100%/-0%, R=+30%/-20%, S=+50%/-20%,
Z=+80%/-20%, X = GMV (was auch immer GMV heisst).
Ein zweiter Buchstabe kann die Spannungsfestigkeit nach DIN41930 angeben:
a=50V, (Kapazitätswert unterstrichen)=63V, b=125V, c=160V, d=250V, e=350V,
(keine Angabe)=400V, f=500V, g=700V, h=1000V. 
Heute relevanter: Z=30V, Y=63V, X=160V, V=400V, U=630V.

> Auf einem SMD-Keramikkondensator steht S4. Was bedeutet das ?

Der Buchstabe steht nach EIA für die Kapazität in pF
 A=1.0, B=1.1, C=1.2, D=1.3, E=1.5, F=1.6, G=1.8, H=2.0, J=2.2, K=2.4, a=2.5
 L=2.7, M=3.0, N=3.3, b=3.5, P=3.6, Q=3.9, d=4.0, R=4.3, S=4.7, f=5.0, T=5.1,
 U=5.6, m=6.0, V=6.2, W=6.8, n=7.0, X=7.4, t=8.0, Y=8.2, y=9.0, Z=9.1

und die Ziffer gibt den Exponenten an. S4 ist also 47nF, eine 9 bezeichnet den
Exponenten -1 (also pF-Angabe mal 0.1). Ein vorangestellter weiterer Buchstabe 
kennzeichnet den Hersteller.

 http://www.marsport.demon.co.uk/smd/chipcap.htm

*-----
F.13.3. linear oder logarithmisch ?

Bei Potis verwenden manche einen angehängten Kennbuchstaben A oder B, wobei 
nicht standardisiert ist, was A oder B bedeutet, also muss man nachmessen, 
ob das Poti bei halber STellung halben Widerstandswert hat oder eben nicht.
Japanisch eher A log und B = lin, europäisch eher A = lin und B = log, in 
älteren Produkten findet man auch gelegentlich A = lin taper, C = log. for 
audio taper, F = antilog taper. Habe auch M- bzw. S-Type gefunden.

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F.14. Kondensatoren

Von: Ing. Franz Glaser 1999

> Wie hart ist die Grenze der Spannungsfestigkeit von Becherelkos ?
> Ich habe unlängst eine Schaltung gesehen, in der ein
> 2x45V-Trafo-Netzteil mit zwei 63V-Elkos versehen war. Wenn man es
> genau nimmte wäre das eine Leerlaufspg. (beim Nennwert der Netzspg.)
> von (90*sqrt(2)-2)/2=62.6V an den Elkos und das würde ich hinsichtlich
> der Toleranz der Netzspannung als reichlich knapp dimensioniert
> bezeichnen.

Das ist einfach eine Frage der Lebensdauer der Elkos. Die Grenze ist ja nicht 
eine harte Kante, sondern ab der Nennspannung gibt es zunehmend Durchschläge, 
die allerdings selbstheilend sind.

Meine Erfahrung zeigt, dass das nicht so schlimm ist, wenn der Elko nicht auf 
hoher Temperatur betrieben wird, z.B. mit hohem Ripplestrom. Und es kommt auch 
auf das Fabrikat an. Ein guter Industrie-Elko verträgt viel mehr Spannung als 
aufgestempelt ist unter normalen Umgebungsbedingungen. Das lässt sich ungefähr 
mit dem Verhältnis Volumen (mechanisch) zu Coulomb ausdrücken.

Ich habe vor vielen Jahren einen Siemens Elko der professionellen Baureihe mit 
einem halb so voluminösen einer anderen Firma in diesem Zusammenhang 
verglichen. Der 40V-Elko von Siemens gab die ersten hörbaren Knacker bei über 
80V von sich, der andere bei 46V. Beide waren 470uF / 40V.

An den Elkos erkennt man übrigens sehr schnell, wes Geistes Kind der 
Hersteller / Entwickler ist!

Elkos lassen sich behutsam hochformieren. Das heisst, dass man sie zu etwas 
höheren Spannungen hin "erziehen" kann, wenn man die Spannung eine Zeitlang 
über einen Widerstand anlegt. Aber ich habe einfach vergessen, wie der 
dimensioniert sein soll :-))  Sie verlieren dabei aber entsprechend an 
Kapazität. 

Von: MaWin 7.11.2000

 http://www.cornell-dubilier.com/calculators.htm (Elkolebensdauerberechnung)
 http://www.kemet.com/ (Kemet Spice Simulation Software Modeling the frequency behavior of 

aluminum, ceramic, and tantalum, surface mount capacitors manufactured by KEMET Electronics)

Beim Einsatz von Elkos sollte man sich noch Gedanken machen, WELCHE Elkos 
man verwendet. Siehe "power supply noise reduction and filtering" in 
"mixed-signal and DSP design techniques" section 10 von 
http://www.analog.com/ "Training and Events"

Es gibt 

1. die Aluminiumfolienelkos

Haben hohe Toleranzen und trocknen mit der Zeit aus. Isolator ist Aluminumoxid 
mit Dielektrizitätskonstante von ca. 7 und einer Durchschlagspannung von 
800000V/mm. Die Kapazitäten werden mit Gleichspannung (G-Kapazität) oder 100Hz 
Wechselspannung (W-Kapazität, ca. 1.1 bis 1.5 kleiner), gemessen. Elkos die 
nur für Zeitgeber gedacht sind haben also die G-Kapazität aufgedruckt, andere 
Elkos die W-Kapazität. Bei tiefen Temperaturen (z.B. -40 Grad) haben Elkos 
insbesondere bei hoher Frequenz (z.B. 16kHz) eine wesentlich grössere Impedanz 
(*100) als bei hohen Temperaturen, z.B. 85 Grad. Hochvolttypen, die lange 
gelagert wurden, sollte man vor der ersten Verwendung vorsichtig formieren, 
d.h. über einen Megaohmwiderstand an Nennspannung legen, bis sie sich 
aufgeladen haben, und dann noch eine Zeit dranlassen. Vor dem Abklemmen
entladen ! Sonst gibt's einen gewischt. Es gibt verschiedene Typen:

1.1. die normalen 'Elko rauh'

Nimmt man, solange nichts besseres notwendig ist. Sind verhältnismässig 
klein in der Bauform. 'Schaltfest' sind heute eigentlich alle, d.h. sie dürfen 
durch einen Kurzschluss entladen werden ohne das sie dabei gleich sterben. 
Aber dennoch sollte man z.B. für Blitzgeräte passende Elkos verwenden, auch 
in dicken 50Hz Netzteilen lohnt sich ein 'besserer' Elko zur Siebung oder die 
Parallelschaltung mehrerer Elkos. Denn wenn man den Wechselstrom durch
einen Elko mit dessen ESR-Widerstand betrachtet, so führt die entstehende
Verlustleistung von I*I*R zu einer Erwärmung des Elkos von innen, und so
was verkürzt die Lebensdauer ungemein.

1.2. glatte Elkos

Sind für ganz spezielle Anwendungsfälle im Audiobereich geeignet, da sich die 
Kapazität mit steigender Frequenz nicht so ändert wie das bei den 'rauhen' 
Elkos der Fall ist. Allerdings passt es bei vielen Audioanwendungen, wie bei 
Koppelkondensatoren, eher, wenn die Kapazität mit steigender Frequenz sinkt. 
Die 'Audio-Caps' z.B. von Elna sind nicht wirklich glatt, sondern nur nicht so 
rauh. Ich habe hier noch einen alten Glattelko von 15000uF/16V in der Grösse 
einer Bierdose.

1.3. low ESR Elkos

Haben einen geringen Innenwiderstand und möglichst geringe parasitäre 
Induktivität. Gut zur Filterung von Schaltreglern geeignet. (Klassischerweise 
gilt: Je mehr Volumen ein Elko bei ansonsten gleichen Daten hat, je geringer 
ist sein ESR. Widersteht der Elko mehr Spannung als nötig, hat er auch mehr 
Volumen. Die Parallelschaltung von 2 Elkos ist nur ganz wenig besser als 
einer mit doppelter Kapazität, aber montagetechnisch oft günstig). LowESR
wird bei hohem Ripplestrom benötigt, damit dieser am Innenwiderstand 
möglichst nicht zu mehr als 20 K Temperaturerhöhung im Inneren des Elkos
führt.

1.4. 105 GradC Elkos

Das sind die 'länger haltbaren' Elkos. Sie sind notwendig, wenn sich der Elko 
durch hohe Rippleströme und deren ohmsche Verluste zwangsweise stärker 
erwärmt, wie es in Schaltreglern der Fall ist. Die Gradangaben sind ziemlich 
übertrieben, ein 85 GradC Elko hält nur 1000 bis 5000 Stunden bei dieser 
Temperatur durch, ein 105 GradC Elko ebensowenig bei seiner Temperatur, 
aber laut Arrhenius wird pro 10 K geringerer Temperatur die Lebensdauer 
verdoppelt, also Elkos immer schön kühl halten und nicht direkt neben 
Kühlkörpern plazieren.

1.5. bipolare Elkos

Bestehen aus 2 gegeneinander verpolten Elkos doppelter Kapazität in Reihe. 
Oft in Tonfrequenzweichen verwendet, obwohl man die Dinger eigentlich meiden 
sollte. Denn an der inneren Verbindung sollte sich ja /eigentlich/ eine 
Spannung einstellen, die grösser (oder kleiner, je nach Polung) ist als die 
Spannung an jedem einzelnen Anschluss, sonst wäre ja ein Elko verpolt. 
Allerdings arbeitet der endliche Widerstand des Dielektrikums 
(Spannungsteiler) dagegen an und es funktioniert nur, weil gelegentlich 
einer der beiden durchschlägt. Hat man eine Spannung, die nie positiver
(oder nie negativer) ist, als beide Elkoanschlüsse (des benötigten bipolaren
Elkos), baut man lieber 2 normale Elkos in Reihe und legt die Verbindungsstelle 
mit einem hochohmigen Widerstand an die Spannung.

1.6. Blitzelkos

Sind extra für die gelegentliche starke Entladung ausgelegt und sauklein.
Normale Elkos passen als Ersatz nicht rein, Blitzelkos gibt es aber kaum bei
den Versendern...

 Nur mal die Preise die ehemals http://www.sander-electronic.de/ nahm:
 SI33150035040 Blitzelko 330µ/500V, Snap In, RM10, 35x40 mm, vollisoliert 26,10 EUR
 GSE10138525040 Blitzelko 100µ/385V, für gedruckte Schaltungen, 25x40 mm, 3 Pins, 

vollisoliert 20,57 EUR
 S47050025040 Blitzelko 47µ/500V, mit M18-Zentralgewinde, vollisoliert, 25x40mm 24,43 EUR
 Da besorgt man sich doch lieber eine defekte Kamera von eBay zum ausschlachten.


2. Tantalelkos 

Gesintertes Tantal mit trockenem Mangandioxid als Elektrolyt und 
Tantalpentoxid mit Dielektrizitätskonstante 30 als Isolator. Wegen ihrem
geringem Reststrom gut für Langzeitgeber geeignet, haben aber hohe Toleranz. 
Werden gerne bei SMD verarbeitet, als Entkoppelkondensatoren. Vertragen 
aber keine hohen Ladeströme, z.B. das direkte Anlegen der Nennspannung über 
einen Schalter. Daher nicht geeignet in Schaltreglern zur Siebung, dabei 
explodieren sie gerne. Man sollte die Spannungsfestigkeit bei Tantal immer 
deutlich (*2..*4) höher wählen, damit die Dinger ausreichend zuverlässig 
werden. Tantalelkos trocken nicht aus, halten aber auch nicht ewig. Eine ganze 
Platine voller 20 Jahre alten Tantalperlen ist mir beim ersten Anlegen der 
Betriebsspannung einfach explodiert, also lösen die sich auch innerlich 
irgendwie auf und halten nur 80 GradC aus.

 http://www.epcos.de/inf/20/40/db/tec_03/01070134.pdf

3. Doppelschichtkondensatoren (Goldcaps, UltraCaps)

Bestehen nicht aus Gold, sondern haben ihre hohe Kapazität im Faradbreich 
weil sich auf den beiden Kohlenstoffelektroden in schwefeliger Säure jeweils
eine superdünne Isolierschicht bildet, die leider nur 2.3V aushält (höhere 
Spannung nur durch interne Reihenschaltung). Haben aber auch einen relativ 
hohen Innenwiderstand. Sind als Ersatz für Akkus zur Pufferung von 
CMOS-RAM zu verwenden, weil sie keine besondere Ladeschaltung benötigen. 
Reparaturbetriebe berichten aber, das sie nicht zuverlässiger als Akkus sind.
Mehr Strom können die Ultracaps von http://www.maxwell.com/ultracapacitors/
und http://www.epcos.com/ mit 2700F/2.3V oder 470F/13.8V, erhältlich bei 
http://www.rs-components.com/. Bei Panasonic SD zeigt die Spitze der Dreiecke 
auf den Minuspol.

4. Folienkondensatoren

Für höhere Ansprüche an die Zuverlässigkeit, weil Ausfälle tödlich sein
könnten, gibt es Kondensatorklassen (EN60950):

Y1: Verwendung zwischen Phase und nicht geerdeten Geräteteilen (Kurzschluss wäre tödlich)
Y2: Zwischen Phase und Erde (Kurzschluss tödlich wenn Erdung defekt)
X1: Zwischen Phase und Null bis 4kV (Kurzschluss löst Sicherung aus)
X2: Verwendung zwischen Phase und Null bis 2.5kV (Kurzschluss löst Sicherung aus)

 http://www.vishay.com/docs/26529/gentecin.pdf

Vergleichsliste Aluminium-Elektrolytkondensatoren, nur um mal zu zeigen wie
viele verschiedene es gibt, die alle gleich aussehen:
 Hersteller Elna Illinois Mallory Marcon Nichicon Panasonic Richey  Rubycon Sanyo Tecate TF 

UCC 
 Chip Electrolytics         WX           CD50   
 General Purpose, Axial-Leaded   TTA TC/TCG/   TVX SU MDI     701   SME-T, 53D 
 Low Leakage, Axial-Leaded   TLS       Z MDIL     714     
 Hi Temp/-40+105 C.     TCX       HFA     715E   KME-T 
 Low ESR/-55+105 C.           HF, HFS, NHE PZA           
 Non-Polar, Axial-Leaded           SU-NP NA           
 Non-Polar           SU-NP MDIN           
 NP Speaker Crossover           Y MDIN(L)           
 NP Speaker Crossover           Y NA(L)     TN      
 General Purpose RE2 CKR SKR CESEM UVX SU LC TWSS, YK   711   SME-VB 
 Low Profile RC RSS     UVS   LP     730   SRG 
 Hi Temp/-40+105C RJ4 RMR TKR CEUSM UVZ NHE HFR SSP, YXA   725E CD26L KME-VB 
 Super Miniature RC2 PUM SSR CESSM USA, USL KA SM MS7   724S CD11CX SRAC 
 Hi Temp SM RC2S PGM   CEASM RZ   HSM MH7   724SE   KMA 
 Low Leak RB(LL) RLR   CE04W-MD KL Z LCL TWL   724E   LLA 
 Three-leaded LC RP2           LCT           
 Low ESR/-55+105 C. RSE RZM VPR CESFM UPR HFQ PZ     TRZ   LXF 
 Low ESR/Hi Rip/Hi Frequency RSH RZS WGR   UPL HF/HFU PZ(L)           
 Non-polar RBP2 BPS   CEBPM UVP Bi-Polar SU NC NW   RNB CD71 SME-BP 
 7mm Non-Polarized             NS       CD71C   
 NP Speaker Crossover         UKZ   NC(L) BIW         
 TV Deflection             NC(TV)     RNH CDSH KSA-BP 
 Standard LH2 LBA LPW CEAWF LQ TS TR USP   LG   SMH 
 Hi Temp/-40+105° C. LP3J LMU LP CEAUF GQ   TRH MXR   LGE CD294 KMH 
 Computer Grade     CGS   NR   CT LSQ     CD13N   

Es lohnt also, sich auch mal Datenblätter von so profanem Zeugs wie Elkos 
anzusehen, z.B. bei Panasonic oder Rubycon

 http://www.rubycon.co.jp/de/notes/index.html

Beispiele zur Haltbarkeit von Aerovox:

 Aerovox ALC1: 85GradC, 18,000h
 Aerovox ALS3: 85GradC, 20,000h
 Aerovox ALC4: 85GradC, 9,000h
 Aerovox ALS4: 105GradC, 9,000h
 Aerovox CGL: 85GradC, 5,000h
 Aerovox CGS: 85GradC, 2,000h
 Aerovox CGR: 105GradC, 2,000h

 http://www.faradnet.com/deeley/book_toc.htm
 http://www.arcotronics.com/ aec_gen_info.pdf (Elko Grundlagenerklärung)

> Ich suche engtolerierte und temperaturstabile Kondensatoren

C0G (temperaturstabile Keramik +/-30ppm), Glimmer (Mica): 0..+70 ppm, 
Polycarbonat, Polystyrol (Styroflex): -50..-250 ppm, Polysulfon

 http://info.tactnet.co.jp/cgi-bin/soshin/eprodetl.cgi?pf=0401&pm=0401&pn=UC55

HF-Kondensatoren geringer Toleranz und hoher Güte

 Accu-P von Kyocera/AVX

Tantalperlen:

 http://www.ph-cip.uni-koeln.de/~heeg/elektronik/tantal.html

gespeicherte Energie in Kondensatoren hängt quadratisch von der Spannung ab:

 W [Joule] = 0.5 * C [Farad] * U [V] ^ 2

und führt zum Kondensatorproblem: http://www.hcrs.at/KOND.HTM

Von: Christian Almeder 1999

> Wie testet man, ob son Ding noch in Ordnung ist ? Mit ´nem Standard-
> Multimeter mit Kapazitätsmessung bis 20uF, das dann ca. 11uF anzeigt wohl
> eher nicht ;)

Oje, wenns 11uF angezeigt hat, geht er wahrscheinlich nicht mehr...

Trotzdem eine Methode:

Auf eine bekannte Spannung U aufladen (ein paar Volt reichen, aber 
Nennspannung wäre gut zum Testen der Spannungsfestigkeit), einen Widerstand 
R anschliessen und tau stoppen (die Zeit, bis nur noch 37% der Spannung 
anliegen). tau ist die sog. Zeitkonstante: Mit u=U*e^(-t/tau) und tau=R*C 
ist dann C=(-t/ln(u/U))/R=tau/R Ich würde ca. 10s messen wollen, 30uF also 
mit R=tau/C=10s/30uF=ca. 330k Ohm

Kapazitätsmessgerät / Induktivitätsmessgerät:

 http://www.engcyclopedia.de/lcmeter.html
 http://ironbark.bendigo.latrobe.edu.au/~rice/lc/
 http://nov55.com/cap/cap1.htm
 http://www.klausrohwer.de/privat/hobbies/elektro/cmess/index.htm
 http://www.spettel.de/ralf/projekte/lc-meter/
 http://xavier.fenard.free.fr/LCMeter.htm
 http://www.aade.com/lcm2binst/LC2Binst.htm 

http://my.integritynet.com.au/purdic/lc-meter-project.htm http://www.aade.com/lcmeter.htm
 http://www.web-ee.com/Schematics/Inductance%20Meter/Inductance%20Meter.htm 

(Induktivitätsmessgerät)
 http://www.circuitcellar.com/library/print/0605/Popov179/index.htm
 http://www.hw.cz/constrc/lc_metr/lc_metr_2051.html
 http://www.pic101.com/mcgahee/cmeter.zip
 http://earthground.8m.com/indcap.htm
 http://www.talkingelectronics.com/html/CapMeter.html
 http://www.mario001.de/elektronik/schaltungen/esrmeter.html
 http://www.peakelec.co.uk/ (Atlas LCR Passive Component Analyser)

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F.14.1. Stützkondensatoren

Von: MaWin 1999

> Wo findet man ein paar Daumenregeln für sowas?

Bei TTL/LS/HC: 100nF Keramik Z5U, möglichst SMD
Bei S/F/AC: eher 10nF Keramik Z5U SMD

So ein Kondensator muss den Strom liefern können, den der Chip beim 
Umschalten zieht, BEVOR (aufgrund ihrer Induktivität) die Zuleitung den 
Strom nachliefern kann, ohne dass der zwischenzeitliche 
Versorgungsspannungsabfall eine Fehlfunktion provoziert. Ein CMOS-IC ohne 
Takt zieht fast keinen Strom, nur beim Schalten, was je nach Taktfrequenz 
zigmillionenmal pro Sekunde passiert. Die grössten Umschaltimpulse gibt 
es, wenn ein Ausgang mit kapazitiver Last umschaltet. 100nF ist 
normalerweise viel grösser als alle kapazitiven Lasten zusammen (und das 
sollte er auch um mehr als den Faktor 25 sein), aber dicke FPGAs brauchen 
ganze Batterieen von Kondensatoren. Ist der Kondensator zu gross, kann er 
nicht schnell genug reagieren (Streuinduktivität) und hilft nicht am 
Impulsanfang. Braucht man grosse Kondensatoren (1uF Tantal oder so), muss 
ein kleiner (27nF oder so) dazu, um erstmal am Anfang eines jeden Impulses 
den Strom liefern zu können. Es spielt keine Rolle, wie oft der IC 
schaltet (1 mal pro Sekunde oder 1 Mrd mal pro Sekunde), sondern wie 
schnell er schaltet (langsames CD4xxx oder schnelle AHC)
Das Keramikmaterial Z5U ist superbillig und speziell dafür gemacht (vermeidet
Resonanz durch Kapazitätsänderung in Abhängigkeit von der Spannung, für 
andere Anwendungen taugt es nicht), leider fallen sie öfters mal mit Kurzschluss 
aus.
Sitzen auf einer Platine viele 100nF Abblockkondensatoren, sollten auch noch 
einige normale 10uF Elkos dazu, die durch ihren Serienwiderstand die 
Schwingneigung dämpfen, die sonst das Board irgendwo zwischen 5 und 20MHz hätte.

Von: Thomas Rehm 2.2002

Bei 1 GHz (nochmal angemerkt, das es hier um die Flankensteilheit und nicht
unbedingt die Impulswiederholrate geht) sind Kondensatoren größer 1nF schlicht 
unwirksam.

Beispiel: 10nF-Kondensator in SMD-Technik, Bauform 0805, also
etwa 2mm lang. Als Faustformel sagt man haben 1cm Leitungslänge
etwa 10nH Induktivität. Der 10nF-Kondensator hat also etwa
2nH Induktivitätsbelag, dazu kommen noch Leiterbahnlängen.
Im bestmöglichsten Falle (2nH) wird der 10nF-Kondensator also
eine Serienresonanzfrequenz von 37 MHz(!) besitzen (Thomsonsche
Schwingungsformel). Oberhalb von 37 MHz wird der Kondensator
zu höheren Frequenzen hin mehr und mehr induktiv, also hochohmiger.

Du siehst also nun, warum du bei 1 GHz keine "Probleme" mit 
Kondensatoren 20n..100n hast? ;-)
Für optimale, breitbandige Abblockung bis 1GHz müßte man eigentlich
eine Kondensatorbatterie zusammenschalten: 10pF, 100pF, 1nF, 10nF.
Bei zu groß gewähltem Abstand der Werte kann es jedoch zu 
Parallel-Resonanzen kommen, wodurch es erst Recht Probleme gibt.
Wenn man also tatsächlich bis 1GHz abblocken muß, wird man nicht
drumherum kommen, Layout und Abblockmassnahmen sinnvoll zu kombinieren
(Ground und Power als eigene Planes z.B., und Leiterbahnen zuerst an
die Abblockmaßnahmen heranführen, nicht zunächst an die abzublockenden
Bauteile etc.).

Von: Robert Hoffmann

Die Dinger nennt man meist "Stützkondensatoren" bei Digitalschaltungen bzw. 
"Bypass-Kondensatoren" bei Analogschaltungen. Sie sollen für die 
hochfrequenten Anteile des Stroms, den der Baustein zieht, einen möglichst 
niederohmigen und bei sehr schnellen Schaltungen auch einen möglichst 
niederinduktiven (d.h. Ko sehr nahe ans IC) Pfad darstellen. Damit erreicht 
man, dass Bezugspotenziale (insbesondere Masse) möglichst "rein" bleiben.

 siehe: AN-202 von http://www.analog.com/

Z.B. benötigen CMOS-Bausteine statisch praktisch keinen Strom, während sie 
im Umschaltvorgang Strom ziehen. Die entsprechende Energie kommt aus dem 
Stützkondensator und kann insbesondere in den Schaltpausen von der externen 
Versorgung relativ langsam "nachgefüllt" werden.

Prinzipiell hängt die Grösse des Kondensators davon ab, wie gross diese
Stromspitzen sind, wie oft sie auftreten und wie gut die externe Quelle den 
Ko aufpäppeln kann. Bei den meisten Digitalschaltungen werden so typ. 47nF 
bis 100nF KERKOS (am besten Vielschichtvarianten wenn nicht ohnehin SMD) 
verwendet. Bei Bausteinen mit sehr grossem Stromverbrauch z.B. grosse FPGAs 
kann man dann noch zusätzlich einen Tantal-Elko hinzufügen, dabei sollte der 
Kerko aber näher beim IC sitzen, als der Ta-Elko.

Übrigens: wenn die Kondensatoren irgendwo anders sitzen, dann bilden sie mit 
der Zuleitung zum Verbraucher einen Schwingkreis (1nH/mm als Faustregel pro 
Hin- bzw. Rückleitung) und erzeugen dann ein sog. "Klingeln" auf der Leitung, 
das man erstens auf andere Leitungen überkoppeln kann => Störung, bzw. die 
Versorgung, die der IC an seinen Anschlüssen sieht wird verhunzt. Das kann 
dann heissen, dass er Digitalpegel nicht mehr richtig erkennen kann. Ähnlich 
dramatische Auswirkungen auf eine Analogschaltung kannst du dir ja dann
vorstellen.

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F.15. VA = W?

Von: Ing. Franz Glaser 1999

In der Wirklichkeit ist es aber so, dass viele Laien und Halbfachleute
überhaupt nicht daran denken, dass die Watt-Angabe von elektrischen Geräten 
was ganz Anderes besagt als die U*I - Formel vermuten liesse.

Ein typisches Beispiel ist ein Kühlschrankmotor. Ich nehme den hier deswegen, 
weil er ein 230V - Verbraucher ist. Der hat zwar laut Typenschild eine 
Nennleistung von z.B. 500W, aber das ist die Leistung an der Welle, nicht die 
vom Netz aufgenommene ! Und die Angabe besagt auch überhaupt nicht, dass er 
500W abgibt, sondern das ist nur eine Angabe, die sich auf seine BELASTBARKEIT 
bezieht. So, dass er nicht durchbrennt. Ein Motor nimmt immer so viel Saft
aus dem Netz, wie er an der Welle gerade abgeben muss, im Gegensatz zu einem 
Heizkörper.

So ein Motor hat einen Wirkungsgrad von angenommen 75% und einen cos_phi von 
0,7 womit sich eine Scheinleistung von 952 VA ergibt. Die Stromstärke wäre 
daher ca. 4,33A. Und das ist nur der Nennwert. Bei einem Kühlschrank wird der 
nur beim Einschalten überschritten, und zwar um ein Vielfaches, weshalb 
Gefriertruhen und Kühlschränke erfahrungsgemäss nicht an 10A - Sicherungen
hängen können. Andere Antriebe können repetitive Stossbelastungen erzeugen, 
die weit höher sind als die Motor-Nennleistung. Da kann man sich zwar mit 
trägen Sicherungen oder Schutzschaltern abhelfen, aber es ist in jedem Fall 
zuerst die Sicherung zu dimensionieren und darauf aufbauend die Belastbarkeit 
zu ermitteln.

Oder umgekehrt: Die Stromaufnahme der Verbraucher bestimmt, welche Sicherung 
eingesetzt werden muss und daraus ergibt sich die nötige Draht-Dimensionierung.

Und deswegen habe ich mich dagegen gesträubt, mich auf die Watt einzulassen 
und stattdessen die Ampere-Betrachtung eingeführt.

Hier steht mehr über das Thema Watt zu lesen:

 http://www.geocities.com/SiliconValley/2926/txt/power-cons.html

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F.16. Welche Sendefrequenzen für Bastler?

Von: Oliver Bartels 1999

> Frage: Darf ich in Deutschland überhaupt mit etwas selbstgebasteltem
> auf irgendeiner Frequenz senden? Gibt es vielleicht so etwas wie eine
> "Bastlerfrequenz"?

Es gibt die ISM Bänder (27MHz, 40MHz, 434MHz, 2,45GHz, 5,8GHz, 24GHz, also 
für jeden etwas ...) sowie das SRD Band (868MHz mit sehr genauen 
Nutzungsvorgaben), auf denen Geräte mit begrenzter Sendeleistung unter einer 
allgemeinen Frequenzzuteilung (d.h. ohne "Anmeldung") arbeiten können. 
Voraussetzung ist die Einhaltung der einschlägigen Normen (ETS 300 220, ETS 
300 440, ETS 300 328 für erhöhte Leistung mit Frequency Hopping im 2,4GHz 
Bereich), diese begrenzen im allgemeinen die Leistung auf 10mW (im GHz-
Bereich teilweise mehr).

Wenn ein Gerät zu mehr als nur Testzwecken genutzt und insbesondere in 
Stückzahlen produziert werden soll, braucht es für die Nutzung dieser Bänder 
eine EU Baumusterbescheinigung. Die gibt es entgegen landläufiger Meinung von 
vielen Stellen, nur nicht von der Post (der Begriff "Postzulassung" ist daher 
schlicht Quatsch), in Deutschland sind (m.W. nach) derzeit acht Testhäuser 
als benannte Stelle beliehen, die so etwas ausstellen. Allerdings wird man die
EU Baumusterbescheinigung nur dann beauftragen, wenn die Entwicklung 
abgeschlossen ist. Auf deren Basis schreibt dann der Hersteller selber die 
Konformitätserklärung für das ce-Zeichen. (Der Test vorher ist nach dem EMVG 
ausdrücklich zugelassen, sofern niemand gestört wird. Auf Messen dürfen mit 
Hinweisschild auch Geräte noch ohne Zulassung gezeigt werden, auch solange 
niemand gestört wird.)

Es gibt auch die Möglichkeit, einzeln höhere Leistungen und spezielle 
Frequenzen zugestanden zu bekommen, im Extremfall für kurze Zeit sogar breite 
Bänder (was meinst du wohl, wieviel von dem bei F1-Rennen genutzten Equipment, 
das irgendwo herumfunkt, zertifiziert ist, das geht alles über spezielle 
Zuteilungen ... Soviele Kanäle für On Board Kameras gibt es nornalerweise gar 
nicht ;-)

Der Knackpunkt für den "Bastler" ist nur das Einhalten der Vorgaben z.B. nach 
den ETS-Normen. Ohne Geräte wie Spektrumanalyser oder Messempfänger ist das 
sehr schwierig, die Wahrscheinlichkeit, das irgendwelche Nebenwellen jemanden 
stören, ist recht gross.

Im Grunde gilt das auch für viele Amateurfunker, nur nutzen die (wegduck ;-) 
sowieso bloss wieder fertige Kisten, die dann auch wieder zertifiziert sind. 
Daneben ist gerade bei Bastlern und hohen Frequenzen die Wahrscheinlichkeit 
eh' recht gross, dass der Sender infolge Konstruktionsfehler gar nichts 
sendet, bei 2,4GHz reichen da z.B. 5..10mm (!) Draht anstelle einer 
impedanzrichtigen Leitung an manchen Stellen völlig aus. Ohne 
Netzwerkanalysator (noch so eine Kiste, hat mit dem Spektrumanalysator wenig 
gemein und dient zum Bestimmen der sogenannten s-Parameter, welche u.a. etwas 
über die Anpassung aussagen) schaut man da recht alt aus. Die Störfestigkeit 
ist daneben bei der ce auch ein Thema, hier sind u.a. Signalgeneratoren recht 
nützlich ...

Ein Beispiel: 434MHz Modul mit PLL.
Problematik: Störstrahlung, Nebenwellen in ca. 13 MHz Abstand links und rechts 
vom Träger.
Ursache: Einstreuung einer Teilerfrequenz der PLL, Mischung, festgestellt 
mittels Spektrumanalyser und Probe. 
Abhilfe: Layoutänderung und eine Massnahme im Signalpfad.
Folge: Neue Leiterkarte, neue Bestückung ...
Problematik: Grosssignalfestigkeit, SAW Filter notwendig,
Kunde baut ihn testweise ein, nach Einbau geht nichts mehr.
Ursache: Fehler in der 50 Ohm-Anpassung des Filters.
Messung mittels Netzwerkanalysator.
Nach Messung, Berechnung und Realisierung eines Anpassungs-
netzwerks geht es besser als vorher ;-)
So, und nun wünsche ich unserem Bastler mit dem 250 EUR
Conrad-Skop (wenn überhaupt) viel Glück, er wird es brauchen.

Um einen Preiseindruck zu geben:
- Messtechnik:
Spektrumanalyser brauchbar so ab 10000-15000 EUR
Networkanalyser dto., wobei gut da eher bei 30000-40000 EUR liegt
Signalgenerator ca. 5000-25000 EUR je nach Modulationsart.
Probe für HF so um die 2500 EUR
achja, es gibt auch DSOs, Programmer, Counter, Multimeter,
Netzteile usw.
- Entwicklung, Test:
Leiterkarten : etwa zwei bis vier Durchgänge (je einige Tausend EUR,
insbesondere bei anderem Basismaterial als FR4, oder wenn
man nicht auf den Pool warten will, Bestückung der bei hohen
Frequenzen nötigen SMDs nicht zu vergessen).
Testhauskosten : realistisch 5000-15000 EUR je nach Schwierigkeit.
... und nicht zu vergessen: einige Mannmonate Zeitaufwand für
die reine Entwicklung.

All das macht die Sache für ein Bastelprojekt nicht gerade einfach. 
Darum war das klassische Bastelprojekt früher die 27MHz/40MHz 
Fernsteuerung (LM1871) für Modelle aller Art, weil da die Anforderungen 
an den Schaltungsaufbau eher gering sind. Bei 434MHz wird es schon 
sehr schwierig (ich kenne einige Leute bei Fahrzeugherstellern, 
denen bestimmte Zähne fehlen, weil sie sich diese daran ausgebissen 
haben ;-), darüber hinaus sieht es ohne Messmittel eher nach 
Glücksspiel aus ...

Das ist auch der Grund, warum Anfragen nach Schaltbildern hier 
regelmässig Freude und Heiterkeit auslösen. Jeder, der sich auch nur 
ein bisschen mit HF auskennt, weiss, das ein einfaches Verdrahten der 
Bauteile nach Schaltplan ohne geeignete Leiterplattenkonstruktion  und 
ohne Auswahl der richtigen Bauteile (gilt selbst für simple Kondensatoren)
schlicht nicht funktioniert, von der Einhaltung der ETS-Normen einmal
ganz zu schweigen. Wer das weiss, fragt nicht nach Schaltbildern, wer
das konstruieren kann, macht sich auch das Schaltbild schnell selber.

Und wer's nicht lassen kann: Schaltungen und Platinenlayouts in den
Datenblättern und AppNotes von Atmel Chips T5754, U2741, U2745,
T5743, T5744, U3741, U3742, U3745, Mono-FM-UKW-Sender MAX2606, 
und dazu zeigt AN192 von Philips ein UKW Radio mit TDA7000.

 

http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/125000-149999/130428-sp-01-en-Sender_Empfaen

ger_Modul_Set_433MHz.pdf
 http://www.speedy-bl.com/empf.htm (Modellbau)

Von: MaWin am 20.8.02

Grenzwerte für Feldstärken im Bereich 10-400MHz:

 Consumer-Elektronik: 3V/m
 Industriegeräte (darunter Medizintechnik): 10V/m = D2-Handy in 1 Meter Entfernung
 Mensch: 27.5V/m
 Automobiltechnik: 30V/m, im Test bei 200-400V/m darf Komfortelektronik vorübergehend 

gestört werden, Sicherheitselektronik nicht.

*-----
F.16.1. Schädlichkeit von elektrischen Feldern und elektromagnetischen Wellen

Von: MaWin 2002

Funk, also elektromagnetische Wellen, und elektrische Felder, sind ebenso 
wie magnetische Felder seit Anbeginn der Welt um uns und um alle Tiere und 
Pflanzen herum. Sie stammen aus dem Weltall, von Blitzen, und vom Magnetfeld 
der Erde. Sie sind sogar recht stark im Vergleich mit den technisch erzeugten, 
beispielsweise ist die Erde gegenüber den Wolken so stark negativ geladen, 
das dein Kopf in einer Gegend ist, die ca. 200 Volt positiver ist, als deine 
Füsse (dennoch passiert nichts, weil die Luft so ein schlechter Leiter ist, 
so das der 'Kurzschluss' durch den menschlichen Körper sofort zu einer 
Angleichung der Spannung führt, zum Zusammenbrechen des Feldes, aber das 
nur als technische Erklärung am Rande). Bei DEUTLICH mehr als 100V/m, 
je nach Luftfeuchte nämlich so ab 100000V/m, gibt es einen Blitz :-)

Auch Nordlichter sind letztlich 'offene' Neonröhren von immensem Ausmass 
(über 100GW = 100000000000 Watt), und irgendwo ist zu jeder Zeit eins aktiv, 
ebenso wie irgendwo auf der Erde zu jeder Zeit gerade ein Gewitter blitzt.
Und wir wissen alle, das viele technische Geräte durch Gewitterblitze und 
Sonnenwindeffekte in ihrer normalen Funktion gestört oder zerstört werden, 
was zeigt, wie stark die Naturgewalten hier sind. 
Die Stromversorgung in Kanada brach 1989 in ganzen Bundesländern 
zusammen, weil elektrisch geladene Teilchen von der Sonne an den Polen 
bis zur Erdoberfläche durchdringen und in den Hochspannungsleitungen 
so hohe Ströme induzieren, das im Stromnetz die Sicherungen rausflogen. 

Selbst der menschliche Körper (Nerven, Gehirn, Muskeln) arbeitet elektrisch, 
und die bewegten elektrischen Teilchen produzieren damit elektromagnetische 
Wellen (wie auch der Laie am EEG und EKG erahnen kann). Merkwürdigerweise 
gibt es Personen, die Magnetismus eine positive Wirkung zuschreiben und 
Elektrizität eine negative Wirkung unterstellen, dabei tritt untrennbar immer 
beides zusammen auf.

Niemand behauptet, das elektrische Felder und elektromagnetische Wellen 
KEINEN Einfluss auf Menschen und die anderen biologischen Lebewesen haben. 
Vielleicht gäbe es uns Menschen ohne sie nicht, ebenso wie es uns ohne 
Radioaktivität wegen fehlender Mutation nie gegeben hätte. Möglicherweise 
haben sie sogar schädliche Auswirkungen, eventuell würden wir ohne sie 200 
Jahre alt oder wären doppelt so klug....

Es nützt also nichts, alle technischen Quellen von 'Elektrosmog' abzustellen, 
denn es gibt viel zu viele natürliche Quellen die oftmals stärker sind, und 
oft ausgeprägter sind (das impulsartige Spektrum von Blitzen überdeckt 
fast alle technisch genutzen Frequenzbereiche, die 230V der Steckdose 
entspechen gerade mal der Feldstärke von 2 Metern, etc.).

Wer den Test machen will, ob es ihm ohne elektrische Felder und ohne 
elektromagnetische Wellen besser oder schlechter geht, der kann sein Leben 
in einem faradyschen Käfig (einer Kiste aus Blech) verbringen, denn dort 
dringen keine Funkwellen hinein und dort herrscht kein elektrisches Feld. 
Als Mensch habe ich dazu keine Lust. Aber viele Tiere mussten schon ihr 
ganzes Leben in Käfigen (aus Metall, und damit faradaysche) verbringen. 
Das war sicher ein doofes Leben, aber biologisch verbessert (oder 
geschadet) hat es ihnen millionenfach erkennbar nicht.

und Leute die nicht daran glauben:

 http://www.buergerwelle.de/
 http://www.beepworld3.de/members7/morpheus99/weltkontrolle.htm
 http://www.bunkahle.com/Aktuelles/Astromedizin/HAARP_Tempelhof.html
 http://www.livescience.com/technology/050202_light_show.html (das macht HAARP)
 http://www.alaska-info.de/a-z/haarp/alaska_haarp1.html
 http://www.tolzin.de/e-smog/ 

> Ist Gleichstrom oder Wechselstrom gefährlicher ?

Gesetzliche Grenzwerte für potentialfreie offen liegende elektrische Teile: 
25V bei Wechselspannung und 60V bei Gleichspannung, es sind aber auch schon 
Leute unter extrem ungünstigen Bedingungen an einer 9V Batterie gestorben. 
http://www.darwinawards.com/darwin/darwin1999-50.html 
Leider macht technisch Gleichstrom bei Schaltern schon ab 40V Probleme wegen 
Funkenlöschen, was bei Wechselstrom kein Problem ist.

Von: Andreas Ferber

Der Unterschied liegt in der Physiologie der Muskelzellen begründet. 
Eine Muskelzelle wird durch elektrischen Strom zur Kontraktion 
angeregt.  Dabei löst ein einzelner Impuls nur ein kurze Zuckung der 
Muskelzelle aus, ebenso das Einschalten eines lang andauernder 
konstanter Strom.  Danach erschlafft die Zelle sofort wieder.  Wenn 
mehrere Impulse kurz aufeinander folgen, erschlafft die Faser nicht 
vollständig bevor die nächste Kontraktion beginnt.  Je dichter 
aufeinanderfolgend die Impulse sind, desto stärker wird die 
durchschnittliche Kontraktion der Muskelfaser, bis ab einer gewissen 
Schwelle der sogenannte Tetanus eintritt (dann sind die Fasern 
vollständig kontrahiert).

Der Punkt, an dem ein Loslassen eines umfassten elektrischen Leiters 
nicht mehr möglich ist, nennt man die Loslassstromstärke.  Bei der 
50Hz-Wechselspannung unseres Stromnetzes liegt sie bei 10-20mA. 
Trägt man die Loslassstromstärke gegenüber der Frequenz des Stroms 
auf, so erhält man ungefähr den folgenden Verlauf:
 I [mA] ^
        |
     55 |                         /
     45 |                        /
     35 |                       /
     25 |                      /
     15 | \___________________/
      5 |
        +-------------------------------->
           10     100      1000    10000   f [Hz]

Bei Frequenzen oberhalb von ca. 7kHz kann man nicht mehr von einer 
Loslassstromstärke sprechen, da hier die oben beschriebenen Effekte 
i.d.R. nicht mehr auftreten, die Vorgänge in der Muskelzelle sind 
einfach zu langsam.

Tödlich kann der Wechselstrom sein, weil die oben beschriebenen 
Vorgänge natürlich genauso auch beim Herz zu finden sind, daher löst 
der Strom u.U. einen Herzstillstand oder Kammerflimmern aus.

Bei reinem Gleichstrom sieht das ganze ein wenig anders aus. Wenn der 
Gleichstrom eingeschaltet wird (ob gewollt oder nicht), verkrampfen 
die stromdurchflossenen Muskeln einmal kurz und erschlaffen dann 
wieder.  Häufig führt dies bereits dazu, daß der Kontakt zu der 
Spannungsquelle unterbrochen wird, da man durch die Muskelzuckungen 
fortgeschleudert wird.  Beim Ende des Stromflusses sind auch wieder 
Bedingungen gegeben, die zu einer Muskelverkrampfung führen, daher 
gibt es beim Abschalten auch noch einmal einen kurzen Krampf. Während 
der Strom aber konstant fliesst, ist ein Loslassen unabhängig von der 
Stromstärke immer möglich. Beim Gleichstrom hat man von daher nur 
Messungen gemacht, ab welcher Stromstärke freiwillige Versuchspersonen 
nicht mehr bereit sind, die Krämpfe beim Ein- und Ausschalten 
hinzunehmen, und der Versuch daher beendet wurde. Diese Stromstärke 
liegt bei ca. 75mA, also bereits deutlich höher als die Loslassstromstärke 
beim Wechselstrom.

Reiner Gleichstrom ist aber im Gegensatz zu Wechselstrom i.d.R. nicht 
in der Lage, ein Kammerflimmern oder gar einen Herzstillstand zu 
verursachen (dies kann nur dann geschehen, wenn das Ein-/Abschalten 
des Stroms genau in die sogenannte "vulnerable Phase" des Herzschlags 
kurz vor Beginn der Diastole fällt, aber selbst dann ist es relativ 
unwahrscheinlich), daher sind tödliche Unfälle mit reinem Gleichstrom 
ziemlich unwahrscheinlich (selbst bei höheren Spannungen von mehreren 
100V).

Anders sieht es mit technischem Gleichstrom aus, der noch eine gewisse 
Welligkeit besitzt.  Dieser setzt sich im Prinzip aus einem reinen 
Gleichstrom und einem Wechselstrom zusammen, und diese beiden Ströme 
kann man im Hinblick auf ihre physiologische Wirkung getrennt 
betrachten. Ein aus Wechselspannung durch eine einfache Diode ohne 
Glättung gewonnener pulsierender Gleichstrom ist sicherlich nicht 
wesentlich weniger gefährlich als der Wechselstrom.

Eine andere Wirkung, die unabhängig von der Art des Stromes immer 
auftritt, ist die thermische Wirkung des Stroms. Diese ist jedoch 
relativ selten tödlich, nur bei Hochspannungsunfällen ist sie eine 
häufige Todesart. Dabei ist zu beachten, daß damit nicht nur äussere 
Verbrennungen gemeint sind. Ein Stromopfer kann äusserlich relativ 
unverletzt sein, während das Körperinnere regelrecht verkocht ist. 
Auch z.B. das bei Hochspannungsunfällen häufig auftretende 
Nierenversagen hängt mit diesen Effekten zusammen. Äussere 
Verbrennungen entstehen meistens durch Lichtbögen, die vor allem bei 
Mittel- und Hochspannungsunfällen häufig entstehen.

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F.17. Laserdioden

Zum Spielen eignen sich mit 1mW (CD-Player) bis 10mW (CD-Brenner) infrarot 
strahlende (und damit nur sinnvoll mit einer Videokamera erkennbare) 
Laserdioden oder mit 1mW (Laserpointer) bis 25mW (DVD-Brenner) sichtbar rot 
strahlende Laserdioden (wobei solche mit 635nm 4 mal heller erscheinen als 
solche mit 670nm gleicher Leistung). Aber behandelt die Dioden vorsichtig, 
sie gehen durch elektrostatische Entladung in Nanosekunden kaputt (Vor dem 
Ausbauen oberhalb der Platine einen blanken Draht ein paar mal um die 3 Pins 
wickeln, erst nach dem Einbau wieder entfernen). Ab einem bestimmten Strom 
beginnen die Dioden zu leuchten, ab einem höheren Strom zu lasern und bei 
noch höherem Strom gehen sie schlagartig kaputt und werden zur teuren LED. 
Leider weiss man nicht wie weit man den Strom aufdrehen darf weil die 
Herstellungsschwankungen locker 1:5 betragen (schaut mal in so ein Datenblatt).
Wenn man die Diode nicht riskieren will, nimmt man eine Photodiode wie BPW33, 
lässt einen Laser gleicher Wellenlänge bekannter Leistung komplett darauf 
scheinen und vergleicht den Photostrom mit dem warmgelaufenen einzustellenden 
Laser. Echte Laserpowermeter sind kalibriert und vermeiden zusätzlich Streulicht 
und Spiegelung. Da kalte und alte Laserdioden in der Leistung nachlassen, haben 
alle Laserdioden eine Photodiode eingebaut, mit der man den Strom so regeln 
kann, das die Helligkeit gleich bleibt, was auch jeder CD-Player aber nicht 
jeder Laserpointer tut. Leider ist auch der Photostrom kein absoluter Messwert, 
sondern schwankt je nach Exemplar um 1:4 so das ein Einstellen per 
(Selbstbau-)Laserpowermeter nicht zu vermeiden ist. Daher lohnt sich unbedingt 
der Kauf von fertigen Lasermodulen mit bereits justierter Regelelektronik, 
passender Laserdiode und ordentlich montierter und justierter Linse. Denn der 
Laserstrahl ist ohne Optik absolut nicht gebündelt, sondern divergiert um 30 
Grad in der horizontalen und 10 Grad in der vertikalen, ist also schlechter 
gebündelt als eng abstrahlende LEDs.
Mit einer Linse (wie im CD-Player) kann man ihn fokussieren, will man einen auf 
grosser Länge gleichdicken runden Strahl braucht man schon 2 justierbare Linsen,
und die Mechanik bekommt man kaum besser und billiger hin als in fertigen 
Modulen. Wenn das aus irgendwelchen hoffentlich wirklich guten Gründen nicht 
geht, gibt es die Regelschaltungen auch einzeln überall wo es Laserdioden gibt, 
aber wenn man den Strahl schnell ein- und ausschalten (modulieren) will, z.B. 
um Daten zu übertragen, braucht man spezielle (eben modulierbare) Lasermodule 
bzw. Regelschaltungen. Einen Strahl hoher Qualität (konstante Wellenlänge,
kein Modensprung, hohe Kohärenzlänge, holographietauglich) bieten einige 
Laserdioden wenn man die Chiptemperatur per Peltier konstant hält und den Strom 
komplett rauschfrei (da ist eine Batterie besser als ein Spannungsregler) durch 
die Diode schickt.

 http://www.laserfaq.com/
 http://www.repairfaq.org/sam/slfarchv
 http://www.hut.fi/Misc/Electronics/circuits/laserlink.html
 http://www.imagineeringezine.com/ttaoc/r-circuits.html

Laser(module) gibt es z.B. bei:

 http://www.lasercomponents.com/
 http://www.roithner-laser.com/
 http://www.hb-laser.com/
 http://www.laser2000.de/
 http://www.lcd-module.de/

Und wer Musik in schlechter Qualität über Lichtleiter senden will nimmt 
60-280-49 von http://www.elv.de/, für gute Qualität wandelt man A/D auf
Senderseite und D/A auf Empfängerseite mit klassischen DigitalAudiochips
(Cirrus Logic) und überträgt digital (z.B. im Standardformat S/P DIF). 
Für das von BlueTooth verwendete CVSD (continuously variable slope 
delta) Modulations-Verfahren gibt es haufenweise Chips (MC34115, CMX639,
HC55564), ansonsten geht ADPCM noch recht einfach. Zur Datenübertragung 
gibt es viele Vorschläge

 http://www.geocities.com/SiliconValley/Lakes/7156/laser.htm (serielle Übertragung)
 http://www.alphalink.com.au/~derekw/upntcvr.htm (serielle Übertragung)
 http://www.matwei.de/
 http://strike.wu-wien.ac.at/~dusty/projekte/laserlink/index.shtml (seriell)

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F.18. Wasserstandsmesser

Von:  Hans-Joachim Koch

 http://www.sonotec.de/
 http://www.tecson.de/
 http://www.nivus.de/

Von: Mario Ruetti 1999

(Zusammenfassung des Threads)

Von: Michael Linnemann 1999

Ein konkreter Vorschlag (den ich hier schon ein paar mal breitgetreten 
habe...) ist eine kapazitive Sonde. Die besteht aus zwei i.A. zylindrischen 
Elektroden (z.B. zwei Kupferrohre unterschiedlichen Durchmessers), von denen 
die dünnere in der dickeren steckt, um einen Zylinderkondensator zu bilden. 
Beide werden durch Abstandshalter voneinander getrennt und sind zusätzlich 
durch Lack isoliert, um genau die evtl. vorhandene Leitfähigkeit des Wassers 
etc. aus der Messung rauszuhalten.

Der Trick ist, dass das Wasser in den Zwischenraum zwischen den Elektroden 
eindringt und die Kapazität der Anordnung ändert. Man erhält also eine 
Parallelschaltung aus einem Zylinderkondensator der Länge l-h (mit l als
Gesamtlänge und h als Fullhöhe) und der Dielektrizitätszahl 1, und einem der
Länge h und der Dielektrizitätszahl 81 (die von Wasser). Und zur Auswertung

Mein Vorschlag wäre: Schau dir Applikationsbeispiele für den 555-Timer an, und 
such dir eine Schaltung raus, die mit deinem Sensor (Selbstbau, Ehrensache) 
Ausgangsfrequenzen im hörbaren Bereich verspricht. Häng einen Kopfhörer dran 
und probier es aus! Ziel auf einen "mittleren" Frequenzbereich (1kHz), denn du 
wirst das Ziel womöglich gehörig verfehlen, und dann willst du wissen wo du 
gelandet bist. Wenn du so weit bist, dass eine brauchbare Frequenz rauskommt, 
kannst du die direkt an deinen Mikrocontroller verfüttern, um die Frequenz zu 
messen.

Von: MaWin 1999

Mach's doch so wie alle: Druck messen. Ein Schlauch (unten angeschlossen, nach 
oben führend) voller Luft, oben ein fertiger Druckmesser dran. Wenn's billig 
sein soll und Schaltstufen reichen, bau eine Druckdose aus einer Waschmaschine 
aus.

Von: Oliver Betz 2000

Bei langfristiger Anwendung wird der Schlauch mit der Zeit voller Wasser sein, 
denn "ganz dicht" ist schwierig. Deshalb mit einer kleinen (Membran-) Pumpe 
wenig (!) Luft in den Schlauch pumpen, so daß unten Bläschen rausblubbern. Das 
wird z.B. industriell im Ex-Bereich (Benzintank usw.) eingesetzt.

Von: Rafael Deliano 1999

Oder einfach die Schachtel mit dem Sensor auf Grund senken. Es gibt z.B. von 
Siemens (für 75 EUR allerdings) hübsche Piezosensoren mit korrosionsfester 
Metallmembran. Könnte man wohl mit einigen ICs als 4-20mA beschalten. 
Temperaturempfindlichkeit des Sensors problematisch, wenn der Behälter flach 
ist. Dann müsste man den Temperaturfühler auch noch beschalten. Druck ist 
nicht so billig wie kapazitiv, macht aber weniger Überraschungen.

Ultraschall gäbs auch noch. Entweder von Grund zur Oberfläche (Flüssigkeit 
ist für Ultraschall günstiger als Luft) oder durch Luft von oben zur 
Oberfläche (Weniger Probleme mit Korrosion, Dichtigkeit). Man kann sich 
jedoch ekelhafte Probleme durch Mehrfachechos von Seitenwänden holen. Zudem 
nicht billig und schaltungstechnisch aufwendig. Je niedriger die Frequenz,
je weiter kommt man. Bei 40kHz nur 20m, bei 1kHz gar durch Staub hindurch.
Die Ultraschalllaufzeit ist temperaturabhängig, man muss also kompensieren.
http://www.vega.com/frame_d.htm
http://home.t-online.de/home/jens.dietrich/seite16.htm

Von: ? 1999

Rad auf Achse lagern und an dieser ein Drehpotentiometer oder einen digitalen 
Drehgeber befestigen. über das Rad eine Schnur füren, an welcher ein Schwimmer 
und ein Gegengewicht befestigt ist.

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F.19. Wellenwiderstand eines Kabels

> Den Prof angesprochen, dass man sich da nichts vorstellen kann, antwortete der: 
> "Ich auch nicht. Habe ich Ihnen gesagt, sie sollen sich darunter was vorstellen?" 
> Deswegen hier meine Frage: Was kann man sich darunter vorstellen? 

Von: Bernd Langmann

Wenn du an eine Leitung eine Spannung anlegst, welcher Strom fliesst dann im
ersten Moment ? Die Spannungsquelle kann ja wegen der endlichen
Ausbreitungsgeschwindgkeit des Lichts nicht wissen, was sich am hinteren
Ende der Leitung befindet. Der Strom wird also zunächst nur durch die
Parameter der Leitung (Induktivität, Kapazität) bestimmt, der
Proportionalitätsfaktor zwischen Spannung und Strom ist der Wellenwiderstand
oder die Impedanz des Kabels. Nun läuft eine Welle mit dem Spannungssprung
durch die Leitung, nicht ganz mit Lichtgeschwindigkeit, etwas langsamer
(Verkürzungsfaktor), bis zum Ende. Je nach Leitungsabschluss wird dann eine 
positive oder negative Welle reflektiert (oder keine) und erst wenn das sich
ausgleicht, fliesst der Strom entsprechend "richtig".

Für Hochfrequenzanwendungen wird man versuchen, die rücklaufende Welle zu
vermeiden, indem man den Abschlusswiderstand gleich gross wie die
Leitungsimpedanz macht. Da man sich aber nicht sicher sein kann, das es 
keine rücklaufende Welle gibt, muss man auch den Ausgangswiderstand der 
Quelle an den Wellenwiderstand es Kabels anpassen, um wenigstens dort die 
Reflektion zu unterdrücken. 
                 ____________________
 Ausgang --50R---____________________---+-- Eingang
                    50R Leitung     |   |
                                    |  50R
                                    |   |
                                   GND GND


Früher gab es 60 Ohm Koaxialkabel und 240 Ohm Antennenleitungen, dann hat
man sich aus technischen Gründen im professionallen Bereich, vor allem bei 
Sendern, für 50 Ohm entschieden (die Impedanz eines Lambda/4 Stabes mit 4
abwärtsgewandten Lambda/4 Radials als Hf-Ground), und beim Empfang 'zu 
Hause' für 75 Ohm (die Impedanz einer Lambda/2 Dipol Antenne, leider mit
Balun von symmetrisch zu asymmetrisch zu transformieren). Die normalen 
2-adrigen Leitungen (Telefon, Klingeldraht, Flachbandleitung) haben um 120 
Ohm.

Auch eine Antenne ist nichts anderes als ein Impedanzwandler von den 50 Ohm
des Sendeantennenkabels auf die 377 Ohm des freien Raums. Ein gefalteter
Lambda/2 Dipol hat 300 Ohm und für Fernsehempfang geeignete grosse Bandbreite
und wird oft mit Yagi-Direktoren/Reflektoren versehen.

Von: Oliver Bartels 1999

1. Vor-/Rücklaufende Welle:

Strom kann in beide Richtungen fliessen, und kann auch an beiden Enden eines 
Kabels eingespeist werden. Ganz einfaches Beispiel: Wenn ich einen kleinen 
Akku an das eine Ende vom Kabel hänge, und eine Birne an das andere Ende, 
wird Energie aus dem Akku in die Birne transferiert, sie leuchtet. Ersetze ich 
nun die Birne durch ein Ladegerät, so wird der Akku geladen, es fliesst 
Energie zurück vom Ladegerät in den Akku. Das ist eine Binsenweisheit, gilt 
aber auch für Wechselspannungen und für Hochfrequenz. Die Energie kann in 
beide Richtungen fliessen.

2. Wellenwiderstand:

Ein am einen Ende der Leitung angelegtes Signal ist nicht unendlich schnell 
am anderen Ende, es braucht seine Zeit. Warum ? Was ist denn das 
wesentliche an einem Leiter: Elektronen, die sich in gewissen Grenzen frei 
bewegen können (sog. Leitungsband nahe am Valenzband). Nun "schubsen"
die Elektronen sich aber nicht gegenseitig, sondern stossen sich sogar ab, 
weil allesamt negativ geladen. Ausserdem sind sie sehr langsam, wer es
nachrechnet, wird feststellen, dass die Dinger bei Gleichstrom sich im 
Kupferkabel in der Geschwindigkeitsregion Meter/Minute (sic!) bewegen.
Was da schnell ist (das Einschalten der Lampe dauert keine Minute ...) sind 
also nicht die Elektronen, sondern das Feld. Die Elektronen führen nur das 
Feld am Leiter, die Energie selber steckt im Feld! Das Feld ist das gleiche 
wie das für das Licht, nämlich das elektromagnetische, ergo breitet sich so 
eine Welle maximal mit Lichtgeschwindigkeit aus.

Was passiert dabei: Die Ladungsverschiebung baut ein Magnetfeld auf
(das will die Physik so), das sich ändernde Magnetfeld baut wieder ein 
elektrisches Feld auf, dass sich anfänglich dem ursprünglichen Feld 
entgegenstemmt. Deshalb braucht es etwas länger, bis das Signal sich 
ausbreitet. Abhängig vom Dielektrikum des Kabels kann es kürzer oder 
länger dauern, bis sich das elektrische Feld aufgebaut hat, weil da u.U. im
Material zwischen den Leitern noch ein paar Elektronen oder gar Moleküle 
mit Ihrer trägen Masse verschoben oder gedreht werden wollen (Polarisation).

Man kann diesen Vorgang nun durch ein Modell nachbilden, bei dem ein 
Bauteil, dass gerne steigenden Strömen Spannungen entgegenstellt, 
nämlich eine Induktivität, mit einem anderen Bauteil, das auch etwas Zeit 
braucht, bis es geladen ist (d.h. in ihm sich das Feld aufgebaut hat), nämlich 
einem Kondensator, verknüpft. Der Kondensator hängt dabei parallel zu den
Polen der Quelle, die Induktivität davor in Serie. Um das Modell nun genauer 
zu machen, hängt man mehrere solcher Teil-Modelle hintereinander und 
lässt am Ende deren Zahl gegen unendlich gehen. Dafür muss man 
natürlich die Induktivitäts- und Kapazitätswerte durch die Anzahl der 
Teilmodelle teilen, und wenn es um unendlich kleine Grössen geht, ist die
Infinitesimalrechnung das Mittel der Wahl.

Und die zeigt nun (hier ohne Nachweis, füllt mehrere Buchseiten), das eine 
Quelle dann keine Induktivitäts- oder Kapazitäts- werte mehr sieht (also nur
noch einen realen Widerstand), wenn die Leitung mit einem realen
Widerstand Z abgeschlossen ist, der die Grösse (ohne reale
Widerstandbeläge) Z = sqrt (L'/C') hat. Optimal funktioniert die
Energieübertragung dann, wenn die Quelle den selben Innenwiderstand hat,
man kann aber auch mit Leitungen solche Innenwiderstände transformieren
(sic!).

 http://home.sandiego.edu/~ekim/e194rfs01/jwmatcher/matcher2.html

3. Stehwellen:

(habt Ihr das alle vergessen ;-)

Wenn die Leitung nicht mit einem solchen realen Widerstand abgeschlossen ist, 
bleibt irgendwo in der Leitung Energie im Feld stecken (quasi bezahlt und
nicht abgeholt ;-), und die führt zu einem rücklaufenden Strom (Woher weiss
der Strom, in welche Richtung er fliesst: Wie beim Akku, wenn z.B. bei
positiver Spannung Strom in den Pluspol reinfliesst, ist die Quelle keine
Quelle, sondern eine Senke ;-), da wir es aber hier mit Feldern zu tun haben,
gibt es eine rücklaufende Welle. Diese Reflexion findet im Modell an der 
Stelle statt, an der sich die Diskontinuität befindet, also an der sich 
entweder der Wellenwiderstand ändert (z.B. Stecker!) oder der 
Abschlusswiderstand nicht gleich dem Wellenwiderstand ist. Auch dieses Signal 
braucht wieder seine Zeit zurück bis zur Quelle.

Bei richtiger HF (also nicht zittrigem Gleichstrom ;-) hat aber in der Zeit,
in der der Strom einmal über das Kabel läuft, dieser schon einige Mal seine
Richtung geändert, d.h. die Wellenlänge ist kurz gegenüber der Kabellänge.
Jetzt wird klar, warum das Kabel in Teilstücken gerechnet werden muss: An
jeder Stelle ist eine andere Spannung vorhanden und eine andere Stromrichtung!

Das Modell erlaubt es nun, die vor- und rücklaufenden Wellen zu addieren (d.h.
Spannungen werden addiert, Ströme subtrahiert, laüft auf sogenannte
Bilineartransformationen hinaus), das Ergebnis ist eine Interferenz dieser
Wellen, die Stehwellen erzeugt. D.h. es gibt Stellen auf der Leitung, bei 
denen in Summe keine Spannung zu sehen ist, und solche, bei denen die 
doppelte Spannung zu sehen ist (Genauer muss man das eigentlich auch mit den
Strömen rechnen, deshalb nimmt man normierte Wellen, weil beides bei HF
so schlecht zu messen ist, das führt dann zu den s-Parametern und zu einem
sündteuren Messgerät namens Networkanalyser. Billiger gehts mit der SWR-
Messbrücke, die aber wieder nur die Hälfte anzeigt, die Phaseninfo fehlt ...).

Diese Stehwellen führen im günstigsten Fall zu merkwürdigen Effekten, im
ungünstigsten Fall können sich so hohe Spannungen aufbauen, dass sich die
Quelle auf französisch verabschiedet und den Reparaturetat belastet. Letzeres
passiert gerne bei leistungsstarken Sendern, wenn z.B. ein Windstoss die
Antenne "klaut" ...

4. Videosignal/75 Ohm Abschluss:

Wo diese Minima und Maxima liegen, ist frequenzabhängig. Und genau da liegt
das Problem für das Videosignal: Eine schlecht angepasste Leitung beeinflusst 
das Videosignal in einer frequenzabhängigen Art und Weise, insbesondere bei 
hohen Frequenzanteilen (karierte Kleidung, kleine Schrift usw.)

Bei kurzen Kabeldistanzen würde das noch nicht viel ausmachen, bei langen
Distanzen (3MHz entsprechen ca. 100m, 30MHz 10m Wellenlänge in Luft, aber 
verkürzt, da Kabel langsamer, um gut einen Faktor zwei bis drei (ungefähr 
sqrt(eps_r) für mu_r~=1), also bei einem Monitorkabel mit 100MHz nur noch z.B. 
1m für eine komplette Welle mit beiden Polaritäten!). Man sieht, dass die 
Problematik bei Fernseh-Video noch nicht so gross ist, hingegen bei 
Computermonitoren je nach Zusammensetzung des Bildes bei schlechter Anpassung 
die schönsten Muster entstehen können, je nach Bild und Länge des Kabels!

5. Audio:

Bei Audio bringt das nichts, weil die Wellenlänge im km-Bereich liegt und 
zudem der reale Widerstand des Kabels im Modell signifikant wird 
(Z=sqrt((R'+i omega L')/(G'+i omega C') mit realen Belägen, da omega klein, 
wird R' signifikant, das mögen sich die HiFi-Kabel-Fritzen hinter die Ohren 
schreiben).

6. Merkregel, Buchempfehlung:

a.) Der Leitungswellenwiderstand ist das Verhältnis einer einzigen, in positiver 
Leitungsrichtung laufenden Spannungswelle zur damit verbundenen Stromwelle.

b.) Die Merkregel zu a.) stammt aus Hoffmann, Hochfrequenztechnik, Springer 
Verlag (ISBN 3-540-61667-5, auch wenn die ISBN nicht streng wissenschaftlich 
ist ;-)

7. Genauigkeit von Modellen:

Dieses Modell bedingt, dass die Leitung sich in etwa durch solche Teilstücke 
simulieren lässt. Das ist nicht selbstverständlich, weil Spulen Magnetfelder 
erzeugen, die auf andere Spulen wirken können und das auch tun (siehe Trafo), 
gleiches gilt für das elektrische Feld von Kondensatoren. Solange wie das 
modellierte Kabel halbwegs homogen ist, funktioniert das Modell aber ganz 
gut.

Andernfalls wird es sehr kompliziert, man muss dann eine echte 3D 
Feldberechnung anhand der (von Oliver Heaviside in die uns heute bekannte 
Form überführten) Maxwellschen Gleichungen durchführen, das geht mit FEM, 
FMM oder FDTD Simulatoren, die komplex zu bedienen und zumeist nicht 
ganz billig sind. Die Maxwellschen Gleichungen sind nette partielle 
Differentialgleichungen mit ersten Ableitungen von allen Feldkomponenten
jeweils nach allen Raumdimensionen und der Zeit, ineinandergeschachtelt gibt 
das zweite Ableitungen und die MW-Gleichungen sind, ausser für einfache Fälle 
(Transversalwellen, einfachste Antennen und Kabel etc.) analytisch nicht 
lösbar. Selbst für eine schnöde Leiterbahn gibt es nur Schätzformeln, die 
sich rein von ihrer Grösse und Komplexität "gewaschen" haben.

Die Simulation ist aber nötig, weil solche inhomogenen Kabel auch Filter aller 
Art (eben Leitungsbauteile), aber auch Zirkulatoren oder Antennen sein können, 
ganz lustig wird es, wenn dann auch noch dielektrische Materialien mit 
seltsamen Eigenschaften dazukommen (geht hin bis zum magnetisch abstimmbaren 
YIG-Oszillator).

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F.20. Firma aufbauen

Von: Oliver Betz 2000

Die Newsgroup zum Thema: news:de.etc.beruf.selbstaendig 

> Von der Idee zum Produkt

Ihr habt eine Schaltungsidee, und sogar schon einen Prototypen aufgebaut ?
Ihr glaubt, das sich das als Produkt verkaufen lässt ? Nur zu, aber es gibt eine
Menge Hürden, die für die etablierten Firmen alle kein Problem sind.

DARF das Produkt verkauft werden ? Verstösst es gegen keine Patente und hält 
es die Vorschriften ein und ist es im Sinne der Produkthaftung unbedenklich ?
Das ist schon schwer zu prüfen, aber ein batteriebetriebenes Gadget ohne spitze
Kanten kann höchstens nicht-funktionieren. Nach IEC61508 und 61511 ist für 
Geräte, die höchstens leichte Verletzung einer Person bzw. kleinere schädliche 
Umwelteinflüsse verursachen können, keine SIL-klassifizierten Teile verwenden 
werden. Bei netzbetriebenen Schaltungen sollte man die 230V~ im Steckernetzteil 
lassen, so lange dieses möglich ist, das erspart eine Menge Probleme. Sobald 
etwas funkt, an die Telefonleitung oder im Auto eingebaut wird, werden die 
Vorschriften zur Wissenschaft.

KANN das Produkt sinnvoll hergestellt werden ? Manch einer hat eine Idee, die 
sich dann aber als zu teuer in der Fertigung herausstellt. Massenproduktion 
senkt die Herstellungskosten immens, aber die Investitionen sind auch nicht 
ohne. Und die meisten wollen garantierte Abnahmemengen, bevor sie sich auf gute
Preise einlassen. Diese Garantie darf man natürlich nie geben. Ein kommerzielles 
Produkt benötigt ein ordentliches Plastikgehäuse (Spritzgussform ohne Einleger 
kostet so um 3000 EUR, mit 2 Einlegern, z.B. Messinggewindebuchsen schon 
5000 EUR), eine bestückte gedruckte Leiterplatte, ein gedrucktes Manual und 
einen ordentlichen Karton, ein CE-Bapperl und eine EAN-Nummer, und bei all 
den Dingen muss man 1000, besser 5000 Stück auf ein Mal abnehmen, damit die 
Preise interessant werden. Handarbeit ist bei geringen Stückzahlen gar nicht 
mal so teuer, ihr glaubt nicht wie schnell man 100 Platinen bestückt, in ein 
Gehäuse eingebaut, in einen Karton gesteckt, in Folie eingeschweisst und auf 
eine Palette gestapelt hat, man braucht dazu mit Übung nur 1 Tag und ein 
Tauchlötbad mit Drahtabschneider. Bei Handbestückung werden bei passender 
Arbeitsumgebung bloss 3 Sekunden pro Bauteil angesetzt. Ihr könnt also selbst 
ausrechnen, wie viel Gewinn bei 'nur 3,5 cent/Bauteil' dem Bestücker bleibt.

KENNST du die nötigen Leute ? Wer nicht schon Abnehmer und Lieferanten 
kennt, bekommt schlechtere Konditionen oder gar keinen Fuss in die Tür. Nicht 
umsonst lebt dieses Land von Beziehungen und Bestechungen. Und das ist 
auch kein Wunder, denn wenn du dir selbst überlegst, mit wem du Geschäfte 
machen möchtest, denkst du auch zunächst an Freunde und Bekannte, obwohl 
du weisst, das die nicht unbedingt die Allerbilligsten oder Allerbesten sind, 
aber man weiss bei ihnen wenigstens, was man hat, und hofft, nicht total 
beschissen zu werden.

WIRD das Produkt den Kunden erreichen ? Herstellen alleine genügt nicht, das
Produkt muss auch an den Mann gebracht werden, und ihr ahnt nicht, wie 
schwer es ist, einen Karton in die Regale grosser Handelsketten zu bekommen. 
Ohne Bestechung (aka Regalfläche mieten) geht da eigentlich gar nichts. 
Glücklicherweise ist der Vertrieb seit dem Online Shop im Internet wesentlich 
einfacher geworden, aber manche Produkte müssen halt im Einzelhandel unter 
die Leute gebracht werden. Und Werbung ist noch ein ganz anderes Kapitel. 
Einfacher ist es, wenn man Zulieferer ist, und man den Abnehmer schon kennt, 
dafür verdient man dabei auch weniger weil man vom Abnehmer abhängig ist.

HÄLT das Produkt, was es verspricht ? Ausfälle und Reklamationen sind teuer. 
So lange sie nur am Gewinn zehren, geht das noch, aber es kann anfangen, 
mehr Geld zu kosten, als die ganze Sache ursprünglich eingebracht hat.
Erst Recht, wenn Anwälte und Gerichte ins Spiel kommen. Warum stecken
in vielen kommerziellen Geräten mehr Bauteile, als in der Application Note
des Herstellers ? Warum werden bestimmte Bauteile verbaut, andere (bessere,
billigere) aber nicht ? Das hat meist etwas mit der Erfahrung der anderen
Anbieter zu tun. Sie ergänzen die Schaltung, damit sie zuverlässig funktioniert,
sie meiden Bauteile, die für Ausfälle oder Beschaffungsprobleme bekannt sind. 
All das weisst du nicht. Insofern lohnt es sich immer, ein ähnlich geartetes 
Gerät der Konkurrenz zu kaufen, und die darin verwendeten Bauteile und 
Methoden zu übernehmen, solange nichts dagegen spricht.

Patente stören weniger als man denkt, denn die meisten Schaltungstricks
sind schon alt und die Patente lange lange ausgelaufen. Bekommt man Ärger,
lohnen sich eigene Patente, die man zum Tausch anbieten kann. Das ist
letztlich auch der einzige Anwendungszweck für ein eigenes Patent, denn
zum Schutz vor Konkurrenten sind die eigentlich untauglich: Die Anmeldung
ist ohne 5000 EUR Patentanwalt unmöglich, 18 Jahre kosten ebenso viel,
aber wenn man sich die Kosten der 3 Gerichtsverfahren zum Streitwert nicht 
leisten kann, muss man das Patent erst gar nicht anmelden.

Sollte ein Unternehmensberater also lediglich auf die steuerlichen Aspekte
eingehen, schmeisst ihn gleich wieder raus.

Von: Rafael Deliano 1999

> Gefühl für Elektronik-Preise

Dass man sich alle Fakten nicht aus dem Finger saugen kann ist klar, aber auf 
Gefühl sollte man sich nicht verlassen. 

> Automobilbereich 

Immer im Auge behalten, dass "einfache" Schaltungen, dort nicht mehr einfach 
sind. Die Teile sollen erweiterten Temperaturbereich haben (nicht immer 
billig, nicht immer handelsüblich), die Aufbauten sollen vibrationsfest,
korrosionsfest sein. Es gibt spezielle EMV-Anforderungen für Abstrahlung, seit 
sie ABS, Funktelefone usw. haben. Das Bordnetz ist bekannt schmutzig, man 
muss also auch störfest sein. Alles in der Entwicklungsphase raussuchen, 
Liefersperre vom Kunden während der Fertigungsphase kann für kleine Firmen 
der Ruin sein. Pfuschen ist für Grossfirmen eben leichter. Kunden habe ferner 
scharfe Stichprobenprüfungspläne. Einige Nieten können zu Rücksendungen 
ganzer Lieferungen führen (= Lieferausfall, teuer). D.h. kosteneffektive und 
gute Testbarkeit berücksichtigen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass bei hohen 
Stückzahlen Ausfälle durch Bauteilstreuung oder Lötfehler nicht mehr durch 
Reparatur so nebenbei zu beheben sind, es sind dann einfach zu viele Boards 
die man bearbeiten müsste. Niemand kann im Prüffeld eine chinesische Armee 
aufbauen um solche Fehler zu suchen und wem nicht klar ist, warum man die 
Baugruppen nicht wegwerfen kann, dem kann ich das gerne separat erläutern. 
Also Optimierung von Schaltung und Layout dahingehend frühzeitig ernsthaft 
betreiben.

> Stückzahlen 1...3 Mio/a.

Real oder Vertriebsprognose ? Meine Erfahrung: Inschinöre schätzen um Faktor 
2, echte Vertriebsleute um Faktor 4 - 10 zu hoch, wenns um zu erwartende 
Stückzahlen für ein Produkt geht, das die Firma bisher nicht produziert hat.

> Aber wie bekommt man die zu erwartenden Preise in den Griff? 

- Im Rechner der Distributoren stehen bekanntlich Preise bis 100 St als 
Listenpreise. Oberhalb 1k wirds recht schnell Verhandlungssache. Wobei der 
Kunde die besten Karten hat, der über längere Jahre hohe Stückzahlen bei dem 
Distributor gekauft hat. D.h. ein neues, unbekanntes Unternehmen kriegt hohe 
Preise genannt, kalkuliert dementsprechend teuer, fliegt bei Ausschreibung 
sofort raus. 

- Da der Wechselkurs oft in den Preis eingeht (Distributor fragen, wie er 
abrechnet), kann es interessant sein Wechselkurse über die Jahre bezüglich 
bestimmter Währungen zu beobachten. Von Katastrofen abgesehen, gibt es immer 
Trends die ein paar Jahre halten. Man hat schliesslich die freie Wahl, ob man 
als Controller einen Japaner oder Amerikaner einbaut. 

- Lieferfähigkeit ist während der Produktionsphase wichtiger als der Preis 
(sieht jeder erst ein wenn's zu spät ist). Manche Mengen kann man nicht vom 
Lager der verschiedenen Distributoren zusammentelefonieren. Auch mündliche 
Zusagen der Distributoren über Lieferfähigkeit sind wertlos, nach einem 
halben Jahr erinnert sich da niemand mehr dran. Aber andererseits will 
niemand langfristige Lieferverträge mit Distributoren abschliessen. Wenn die 
Fertigung schleppend hochfährt, oder die Stückzahlprognose zu hoch lag oder 
die ewig fleissigen Entwickler das Teil schon wieder rausdesigned haben kriegt 
man Teile die man nicht braucht und soll sie zahlen. Die Lieferverträge decken 
manchmal das Währungsrisiko ab, hängt aber oft ab was im Detail vereinbart 
wurde. 

Wenn man sich ohne langfristige Verträge bei Halbleitern durchmogeln muss:

- second source verfügbar ? Heute oft kaum noch möglich das zu 
berücksichtigen. Upgrades funktioniert oft noch: d.h. OP mit Standardpinning 
immer durch anderen, besseren ersetzbar.

- Reputation des Bauteilherstellers bezüglich Lieferfähigkeit beachten. Einige 
sind berüchtigt: Motorola, Maxim ...

- Unbekannte Hersteller die über Preis in einen Markt eindringen wollen, aber 
praktisch noch nichts fertigen oder verkaufen sind auch verdächtig. Sie gehen 
so schnell wie sie kommen. 

- Bei Distributoren anfragen welche Stückzahlen er ab Lager liefern könnte. 
Hohe verfügbare Menge deutet auf viele design-ins hin und das Teil sollte damit 
gängig sein. 

- Zu alte oder zu neue Teile meiden. Alte, exotische Teile (vor 1990) werden 
oft abgekündigt, weil der Hersteller die Fertigungslinie abbaut. Bei neuen 
Teilen sammelt er oft schon Bestellung, kriegt die Fertigung aber nicht so 
schnell hoch wie er meint. Rückstau zwangsläufig, kleinster Kunde hat 
geringste Priorität.

Für kleine Firmen sind die hohen Stückzahlen oft eher eine Einladung sich das 
Genick zu brechen, als eine lukrative Gelegenheit. 

Von: Rafael Deliano 1999

>> Lieferfähigkeit ... wichtiger als der Preis
> ... Diesen Punkt hätte ich beinahe aus den Augen verloren.

Man kann auch sagen warum: wenn geliefert wird, kommt Zahlung rein. Ob das 
Produkt statt ein wenig Gewinn, ein wenig Miese macht, merkt man selbst oft 
erst beim Nachrechnen. Die Bank jedenfalls merkt nichts. Wenn jedoch wegen 
Lieferunfähigkeit keine Zahlung kommt, wird die Bank nervös und knipst einem 
oft vorschnell das Licht aus. 

>> (ca. 1 kB ROM, ca. 200 Byte RAM) 

Ein derartiger Controller (20 Pins) wie der 68HC707J1A kostet bei 1k als OTP 
nur noch 1.20 EUR. Die Variante KJ1A (16 Pin) als OTP bei 1k -.80 EUR ist bei 
grösseren Stückzahlen (500k) unter -.45 EUR. (Das sind Preise die Future mal 
veröffentlichte) ROMs sind nochmal billiger, aber die Stückzahlen ab denen sie 
der Hersteller annimmt sind dementsprechend hoch. Offensichtlich sind Typen 
wo man die Fertigung mit OTPs hochfahren kann und erst wenn alles stabil ist 
auf ROM wechselt empfehlenswert.

> kundenspezifischen ASIC 

Wie oben gesehen ist gegen Standardcontroller vom Preis nicht viel zu holen. 
CPLDs sind teuer und brauchen viel Strom, Gate Arrays sind nicht so 
änderungsfreudig wie Software und es dauert oft Monate bis die Samples kommen. 
Ich hab vor 10 Jahren mal ein kleines gemacht: 50% der Zeit ging drauf das 
Programm für den Tester zu schreiben ...

5 Punkte gäb's noch um am Preis für hohe Stückzahlen zu bohren:

- Für simple Anwendungen ist 8 Bit oft überdimensioniert. 4 Bit CPUs werden 
speziell für Preiskriege immer noch gemacht. Hauptsächlich Japaner. Aber z.B. 
in Deutschland (Eching/Heilbronn Fertigung in Frankreich) MARC4 von 
Atmel/Temic. Einige Teile auch OTPs. Einsatz z.B. mit Transpondern in 
KFZ-Schliessanlagen (Temic gehörte mal Daimler-Benz). Wenn man beim 
Distributor fragt, wird man meist abgewimmelt. Besagt aber nichts, die Teile 
werden hauptsächlich für einen Kundenkreis, der nicht bei Distributor kauft, 
gefertigt. Besser direkt beim Hersteller bohren.

- bipolare Analogschaltungen kann man mit Zetex als "analoge" GateArrays 
fertigen, braucht allerdings Stückzahlen (10k/Jahr ?). Auf dem Chip sind NPN, 
(lausige) PNP, Widerstände, kleine Kondensatoren. Man zahlt nur eine 
Metallisierungsmaske. Die Standard-ICs die Zetex selbst anbietet basieren alle 
auf diesen vorgefertigten Arrays. War bei vielen Produkten von Ferranti und 
Exar genauso. Hat den Vorteil, dass die Parameterstreuung ständig kontrolliert 
wird und das Ausgangsprodukt billig ist. Zum Entwickeln gibts DIL-IC-Kits die 
die Transistoren enthalten. So kann man Breadboards aufbauen. Ferner gibts die 
Transistordaten in PSPICE-Format, man kann also auch MonteCarlo-Analyse 
machen (konnt man bei Ferranti damals noch nicht). 

- Leiterplatten aus Fernost in FR1/FR2 und einlagig sind billiger. Die Sorte 
wird in Deutschland zwar kaum noch produziert, aber immer noch von vielen 
Firmen bei preiskritischen Produkten verwendet. Technisch ist es nötig das 
Layout (Leiterbahnbreite, Lötaugendurchmesser) sorgfaltig abzustimmen, wegen 
der schlechteren Haftfestigkeit des Kupfers. Man kriegt auch einfache 
SMD-Schaltungen drauf. Als Material gibt es die "echten schlechten" braunen 
aus Fernost, aber auch das gelbliche, plastikartige FR3-Material das z.B. auch 
für Posttelefone eingesetzt werden durfte und in Europa noch produziert wird. 
Vorher abklären wie es in der Anwendung um Anforderung an Flammschutz, 
Aufquellen bei Feuchtigkeit, mechanischer Festigkeit aussieht. Bei grossen 
Boards (Netzteilen) verzieht sich FR1 beim Schwallen oft unschön oder hängt 
bei Trafos durch.

Wenn man weiches Leiterplattenmaterial hat, muss man die Boards auch nicht 
mehr bohren sondern kann Stanzwerkzeug (allerdings grösserer Lochdurchmesser) 
machen, was bei hohen Stückzahlen sinnvoll sein kann. 

- Lieber mehr als weniger herumtelefonieren, wenn Teile teuer und der Markt 
uneinheitlich ist. Trifft besonders für elektromechanische Teile und ähnliche 
Exoten zu. Ich brauchte unlängst einen 600:600 Ohm Übertrager ohne weitere 
Anforderungen. Erste Anruf an Haufe/Deutschland: die wollten 5 EUR. Weiter 
zu Consar, der amerikanische Trafos für Modems führt. Kompakte Teile, guter 
Qualität aus automatischer Fertigung, aber etwa 2 EUR. Verwendet wurde dann 
ein Teil aus Fernost das etwas über -.50 EUR kostet. Es ist keine Augenweide, 
funktioniert aber auch.

- Versuchen Probleme prinzipiell anders anzugehen, insbesondere in Software zu 
verlagern. Ich habe hier eine Leiterplatte mit einem kleinen Controller und 
einem bipolaren analogen Freisprech-IC (4 EUR) das zusätzlich einen Schwung 
kleiner Aluelkos benötigt. Da der Controller abgekündigt wurde, kommt ein 
etwas grösserer rein der zusätzlich A/D-Wandler und mehr Pins hat. Alles nicht 
benötigt, aber der Typ ist die preiswerteste Alternative in der Familie. 
Gleichzeitig werde ich versuchen das Freisprech-IC durch einen Analogschalter 
4066 (0,10 EUR) zu ersetzen und den Controller die Schalterei machen zu lassen. 
Er kann sich durch die A/D-Wandler den Pegel in beiden Kanälen bestimmen und 
tut während des Sprechens ohnehin sonst nichts. 

> "Entwickeln" kann man ja eigentlich nicht sagen, da das ja eh nur
> ein Zusammenstellen einiger hochintergrierter Chips ist.

Manch einer denkt, daß Seriengeräte nur nachgebaute ApplicationNotes sind.

Für industrielle Anwendung ist servicefreie Lebensdauer, also verbesserter 
Blitzschutz interessant. 

die analoge Beschaltung kann oft deutliche Auswirkung auf die Fehlerhäufigkeit 
BER haben. Eher bei höheren Geschwindigkeiten ein Problem.

die analogen Telefonnetze in Europa sind nicht sonderlich kompatibel und daß es 
Zulassungstests besteht bedeutet nicht, daß es in der Praxis dann auch überall 
funktioniert. Z.B. innerhalb Nebenstellenanlagen.

einige (Modem-)Chipsätze hatten Macken. Rockwell z.B. manchmal nur
Verbindungsaufbau zwischen Rockwell-Chips aber nicht zu anderen Modems. 
Auch der automatische Wechsel zwischen Geschwindigkeiten im Betrieb war 
früher oft problematisch.

D.h. "jeder" kann zwar ein bischen ein Modem bauen, aber nur spezialisierte 
Firmen mit KnowHow und geeigneten Meßgeräten können Produkte basteln die 
marktfähig sind. Ist in den meisten Branchen so.

Wer beim Aufkleben des CE-Bapperls Skrupel hat, ist als Unternehmer charakterlich 
ungeeignet. 

*-----
F.20.1. CE-Zeichen / Elektronikschrott / RoHS / WEEE

Jedes in Europa verkaufte Gerät muss den in seinem Bereich geltenden Richtlinien 
und Gesetzen folgen, und das bringt der Hersteller oder Importeur durch Aufkleben 
des CE-Zeichen zum Ausdruck. Klagen können Wettbewerber, wenn sie herausfinden, daß 
das Gerät gegen eine Vorschrift verstösst. Man sollte also die für einen geltenden 
Vorschriften kennen und im Zweifel messen ob die eigenen Geräte sie einhalten, 
sonst kann man böse Überraschungen erleben.

 http://europa.eu.int/comm/enterprise/newapproach/standardization/harmstds/reflist.html
 http://www.regtp.de/ (EMVG)
 http://www.dti.gov.uk/strd/strdpubs.html

Für in KFZ eingebaute Geräte gilt das e-Zeichen mit zusätzlichen Anforderungen.

Ab März 2006 muss Elektronikschrott von den Herstellern zurückgenommen und entsorgt 
werden. Europaweit http://www.weee-forum.org/members_list.htm und in Deutschland ist 
die http://www.stiftung-ear.de/ zuständig. Für kleine Hersteller ergibt das viele 
Fragen, gerade wenn sie viele unterschiedliche nicht direkt vom Endverbraucher 
einzusetzende aber in ganz Europa direkt bestellbare Sachen produzieren, wie z.B. 
uC-Entwicklungsboards. Präventiv kann man schon mal alle Geräte gleich machen, 
in dem man sie mit einem übergeordneten Begriff versieht (statt ARM-Developer, 
PIC-Master etc. einfach uCDevelop for ARM, uCDevelop for PIC). 
Die angekündigten Kosten sind immens und übersteigen den mit dem Verkauf zu 
erzielenden Gewinn bei Weitem. Auch wer wenig produziert, bekommt eventuell grosse 
Mengen an Elektronikschrott zur Entsorgung vorbeigebracht. Zur Entsorgung können 
sich viele Kleinanbieter zusammenschliessen, die Anmeldung muss jedoch jeder selbst 
durchführen und bezahlen. Ob er das in jedem EU-Land tun muss, in das er verschicken 
möchte, ist noch ungeklärt. Wenn man bedenkt, das in das System auch die Millionen 
Tonnen von Altgeräten einfliessen, sollten kleine Hersteller gar keine Rolle spielen 
und ausgenommen werden. Mal sehen, was kommt, denn die Mitarbeiter vom EAR sind auch 
absolut ahnungslos. Bisher hat sich nur die Hälfte der Hersteller angemeldet, eine 
ganze Reihe haben ihre Produktion eingestellt. So lange man seinen Produkten keine 
Namen gibt, sondern sie nur an andere Leute verkauft, die ihren Namen draufstempeln 
bevor die Geräte an Endanweder gehen, ist man als OEM nicht vom EAR betroffen.
Bausätze müssen nicht registeriert werden. Demnächst reicht bei Kleinmengen unter 
10kg/Jahr wohl die Anmeldegebühr von 150 EUR.

 http://www.codemercs.com/phpBB2/viewforum.php?f=11
 http://ak-weee.izm.fraunhofer.de/
 http://europa.eu.int/eur-lex/pri/en/oj/dat/2003/l_037/l_03720030213en00240038.pdf
 http://www.bmu.de/de/1024/js/download/elektro/
 http://itc.napier.ac.uk/e-Petition/bundestag/view_petition.asp?PetitionID=332
 http://www.vereinigung-mb.de/
 http://www.bmu.de/abfallwirtschaft/downloads/doc/38117.php
 http://www.take-e-way.de/

Die RoHS Richtlinie verbietet die Verwendung von Bleilegierungen als Lot in 
Consumer-Geräten (Medzintechnik und Fernmeldetechnik ist teilweise ausgenommen)
und man hört von bis 3mm langen Zinn-Nadeln (Tin-Whiskers) die Probleme bei Verwendung 
von Reinzinn vor allem an nicht-verlöteten Bauteilanschlüssen verursachen:

 http://nepp.nasa.gov/whisker/

*-----
F.21. Akkus und Memory Effekt

Von: MaWin 4.7.2000

> Wie lädt man Akkus wieder auf ?

 http://www.linear.com/ Power_sect5.pdf (BATTERY CHARGERS)
 http://www.drmm.de/akku/
 http://www.ife.ee.ethz.ch/~zinniker/batak/Merkblatt_Batterien_und_Akkus.pdf
 http://www.uni-koblenz.de/~odsbset/profse96/akku-gr/welcome.htm

In Nickel-Cadmium (NiCd) und Nickel-Metallhydrid (NiMH) Akkus kann man einfach 
14 Stunden lang einen Strom hineinschicken, dessen Mittelwert einem Zehntel der 
Kapazität entspricht, also z.B. einen 700mAh Akku mit 70mA aufladen. Das tun 
die ganzen Billigladegeräte, bei denen der spezielle Trafo gleich die 
Strombegrenzung  übernimmt (Prinzip Klingeltrafo) und die man nach 14 Stunden 
abklemmen soll. 
     Trafo Diode
  o---+ +---|>|--o +
230V~ S:S      Akku   (geht nur mit speziellem Trafo!)
  o---+ +--------o -

Der Akku muss bei diesem simplen Ladeverfahren vor dem Aufladen ausreichend
entladen sein, damit man ihn nicht überläd. Er ist entladen, wenn unter 
Belastung die Spannung unter 0.9V/Zelle fällt, da lässt das Gerät dann auch 
meist deutlich nach. Entlädt man einen Akku aus mehreren Zellen weiter, 
beginnt die Tiefentladung, die dem Akku schadet, so bald eine Zelle unter 
0V entladen wird, also von den anderen Zellen über das Gerät hinweg umgepolt 
wird. Hat der Akku deswegen einen Zellenschluss (also eine intern 
kurzgeschlossene Zelle mit dauerhaft 0V) wird oft das billige Ladegerät 
überlastet, so das dessen interne Temperatursicherung abschaltet. Man muss 
dann zusätzlich zum Akku im Gerät auch die Temperatursicherung im Trafo des 
Laders auswechseln, falls sie auswechselbar ist.

 http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_NiCd_Overview.pdf

Achtung: Es lohnt sich, bei gekauften Ladegeräten mal den mittleren Ladestrom 
bei halbvollem Akku (1.2V/Zelle) mit einem einfachen Analoginstrument oder 
Digitalinstrument nachzumessen. Der Strom liegt meist so weit vom Sollwert 
entfernt, das man die aufgedruckte Ladezeit entsprechend korrigieren sollte. 
Manche Akkus sind mit höherem Strom auch in 4 Stunden schnellladefähig. 

Am Fahrrad tun es 5 NiCd-Zellen (6V) hinter einem Brückengleichrichter weil der 
Dynamo konstant 500mA liefert und damit zum Akkuladen ideal geeignet ist, wenn 
der Akku ausreichend Kapazität hat (z.B. ein in 4h schnelladefähiger 2Ah-Akku
aus SubC-Zellen wie für Modellbau). Der Akku stabilisiert zu dem die Spannung, 
braucht aber einen Tiefentladeschutz. 
         Gleichrichter  Schalter
 Dynamo --+---|>|-+--+--o/o--+-------+
          | +-|>|-+  | +     |       |
          | |       Akku   Lampe Rücklicht (6V)
          +-(-|<|-+  | -     |       |
 Masse -----+-|<|-+--+-------+-------+ (NICHT Rahmenmasse)
           5*1N4001

Es geht auch simpler, wenn es nicht akkugepuffert sein soll:

 http://www.led-treiber.de/html/dynamo-treiber.html

Wenn der voll geladene Akku im MP3-Player nur als halbvoll angesehen wird, 
liegt es nicht unbedingt an einem defekten Ladegerät, sondern an einer billigen 
Akkuanzeige, die nur die aussagelose Spannung anzeigt, und für 1.5V Batterien 
statt 1.2V Akkus ausgelegt ist. Bei 0% (0.9V) sind wenigstens beide leer.

Will man ein einfaches Ladegerät mit einem normalen Trafo selber bauen, 
benötigt man eine explizite Strombegrenzung, die leider zu zusätzlichen 
Verlusten führt. Einfach ein Vorwiderstand, besser eine Glühlampe die 
etwas stromregelnd wirkt und Kontrolle zugleich ist, oder aufwändig mit 
elektronischer Stromquelle z.B. mit dem LM317, der aber mindestens 4.5V 
'verbraucht'. Aber Achtung: Bei der gezeigten einfachen 
Gleichrichtervariante ohne Siebung ist der Strom im Mittel geringer, als 
das was man mit Spitzenwerten ausrechnet, also schön aufpassen. 
Zu dem ändert sich ja die Akkuspannung pro Zelle von 0.9V (je nach 
Entladezustand auch 0V) auf 1.5V (je nach Strom der beim Laden fliesst, 
bei Schnelladung auch bis 2V), und in allen Varianten soll die 
Strombegrenzung zumindest zu ähnlichem Strom führen, also muss die 
Trafospannung insbesondere beim einfachen Vorwiderstand und Lampe 
deutlich höher liegen als die Akkuspannung. Die letzte Variante mit 
einem OpAmp wie TLC271 ist für eine konstante Versorgungsspannung 
vorgesehen, die dafür nur so hoch wie die maximal zum Laden benötigte 
Spannung von 2V/Zelle sein muss. Wenn Spannungsteiler R1 und R2 0.1V 
bildet (also z.B. 49k und 1k bei 5V), dann muss bei 0.1V durch R3 der 
gewünschte Ladestrom fliessen (also z.B. 1.42 Ohm für 70mA)
                     +-----+    --+----+---------+
   +--|>|--+  --+  --|LM317|-+    R1   )        Akku
   |       |    |    +--+--+ R    +---|+\        |
   |     Lampe  R       +----+    R2  |  >-100R-|< NPN oder NMOSFET
 Trafo     |    |       |         | +-|-/        |E
   |     Akku Akku    Akku        | +--)---------+
   |       |    |       |         |    |         R3
   +-------+  --+  -----+       --+----+---------+

Am Ende des Ladevorgangs wird jedoch der Akku überladen. Es beginnt
sich der Elektrolyt im Akku zu zersetzen. Dagegen enthält jeder Akku 
einen Katalysator, der den Elektrolyten wieder rekombinieren lässt. Aber 
nur in geringer Menge pro Zeit. Deshalb sollte man beim Laden eines
eventuell schon vollen Akkus nicht mehr Strom verwenden, als der Akku 
laut Datenblatt erlaubt. Meist nur C/10tel und beim Dauerladen gar nur 
C/25tel. Damit schadet man dem Akku aber auch nicht übermässig.
(http://www.gpbatteries.com/ sagt z.B. das man 2 Jahre C/20tel verwenden 
darf, ohne dem Akku signifikant zu schaden, Sanyo Cadnica H Serie gelten 
bei C/30 als dauerladefest). Hat ein Akku nur noch 80% seiner 
Nennkapazität, ist er nach DIN 43539 als defekt einzustufen.

Wenn man auch teilentladene Akkus mit mehr Strom aufladen will, muss das 
Ladegerät eine automatische Akku-voll-Erkennung und Abschaltung enthalten. 
Da ein voller Akku die hineingesteckte Energie nicht mehr chemisch binden 
kann, wird die Energie statt dessen in Wärme umgesetzt. Wenn man genügend 
Strom zum Laden verwendet (1C), ist die Temperaturerhöhung deutlich 
erkennbar, und man kann sie direkt am Akkumetallgehäuse messen und bei ca. 
40 GradC abschalten, z.B. mit einem Bimetall-Temperaturschalter und einem 
Relais oder Thyristor in Selbsthaltung  (denn es soll natürlich nicht 
weitergeladen werden wenn die Temperatur wieder unter 40 GradC sinkt). Man 
kann einen Widerstand über den Kontakt legen der den Akku abschaltet um mit 
geringem Strom von C/50tel eine Erhaltungsladung zu realisieren. Der von 
Pollin angebotene Temperaturschalter PEPI-C ist für eine Notabschaltung bei 
57 GradC in Ladegeräten gedacht, die normalerweise per -DeltaU abschalten 
sollten. Als normale Akku-Voll-Abschalttemperatur ist das zu viel.
 + --+-R-+  Ladestrombegrenzung auf ca. 1C
     |   |
     |   o +
     |  Akku
     |   o -
     |   |
     |   | +-+--+
     |   | | |  |
     |   o o |  o
  Relais==\  |  / Bimetall-Temperaturschalter
     |    o  |  o
     +----(--+  |
 - -------+-----+

Oder man erkennt die Temperaturerhöhung indirekt weil die chemische Spannung 
bei steigender Temperatur sinkt, und wartet darauf, das die Zellspannung beim 
Laden nicht mehr steigt, sondern gleich bleibt (NiMH) oder gar fällt (NiCd). 
Das Verfahren heisst -DeltaU. Man kann die Spannung messen während Ladestrom 
fliesst, bekommt dann aber Probleme mit sinkendem Innenwiderstand lange 
gelagerter Zellen während des Ladevorgangs. Schaltet man periodisch zum 
Messen den Ladestrom ab, wie es der ICS17xx tut, kann man einerseits effektive 
Schaltregler als Stromquelle nutzen, die sonst den A/D-Wandler zu sehr stören 
würden, und bekommt andererseits innenwiderstandsunabhängigere Messwerte, 
wenn man exakt in derselben Zeit nach Abschaltung misst. Andererseits 
bekommt man interessante Erkenntnisse aus dem Vergleich der Zellenspannung 
während der Ladestrom floss und kann den Innenwiderstand berechnen. 
Lädt man nicht einzelne Akkus, sondern mehrere in Reihe geschaltete Zellen 
als Säule, so sind nicht alle Akkus zur Selben Zeit voll. Man muss aber den 
hohen Ladestrom abschalten, wenn die erste Zelle voll geworden ist. Da der 
-DeltaU Effekt von der steigenden Spannung der anderen Zellen überlagert 
wird, kann man nicht mehr auf eine fallende Spannung am Akkupack warten. 
Man schaltet ab, wenn sich die Kurve wieder abflacht, also die Ableitung der 
Kurve der Ladespannung ihr Maximum überschreitet. Siehe ICS QuickSaver 
von Galaxypower.

Da -DeltaU bei NiMH früher abschalten muss als bei NiCd, sollte man NiMH 
nicht in automatischen NiCd-Ladern aufladen, das Ladeende wird nicht 
rechtzeitig bzw. nicht zuverlässig erkannt, der Akku eventuell überladen. 
Umgekehrt geht es, bei NiCd wird halt der Schnellladevorgang etwas früher 
beendet. Da bei so einem Ladevorgang der Akku nicht überladen wird, spielt 
der auf dem Akku aufgedrucke maximale Ladestrom keine Rolle, schliesslich 
darf er auch beim Entladen überschritten werden. 

Man nimmt normalerweise 1C (also 1 Stunde Ladezeit), damit die Akkus am 
Ende der Ladezeit so 40 GradC warm werden können, weil das Ladegerät nur 
an der wegen steigender Wärme fallenden Spannung erkennt, das der Akku 
voll ist. Trotz dieser Ladezeiten muss man keine explizit schnellladefähigen 
Akkus verwenden, sondern es tun normale mit C/10tel angegebene Akkus. 
Lädt man in 15 Minuten mit 4C spielt der Innenwiderstand der Zelle schon 
eine Rolle, das sollte man also nur niederohmigen (also vom Hersteller als 
hochstromgeeignet und schnellladefähig gekennzeichneten) Zellen zumuten, 
läd man in 4 Stunden mit C/4 wird der Akku nicht richtig warm, es sei denn, 
er ist in ein Gehäuse verpackt.

Wer neue Akkus kauft, bei denen man nicht weis wie lange sie schon rumliegen,
vor allem NiMH, und wer ein Ladegerät hat, das per -DeltaU elektronisch 
abschaltet, der sollte die Akkus erst mal (im Gerät, also auf ca. 0.9V/Zelle) 
entladen (sind sie vermutlich eh), dann ausrechnen wie lange sie im Ladegerät 
laden müssten (per Kapazität/Ladestrom Berechnung, ohne Korrekturfaktoren wie 
140%), sie laden lassen und zur berechneten Zeit aus dem Ladegerät rausnehmen, 
im Gerät benutzen bis sie leer sind und noch mal auf die beschriebene Art 
laden. Erst danach sollte man das Ladegerät seine eigene Ladeschlusserkennung 
anwenden lassen, in der Hoffnung das es die Akkus dann nicht auf 70 GradC 
aufkocht, was sonst leicht passiert, weil bei neuen Akkus offenbar das 
Ladeeende nicht gut erkannt werden kann und in Ladegeräten oft nur die 
zeitgesteuerte Notabschaltung greift, wenn es denn überhaupt eine hat.

Das Schnellladegerät beendet den Schnellladevorgang mehrerer Zellen, wenn die 
erste Zelle voll ist. Um die restlichen Zellen voll zu laden, darf man aber 
durch die volle Zelle nur noch den Nennladestrom von meist C/10tel schicken. 
Der Akku muss also noch einige Zeit (1 Stunde oder so) im topping charge mit 
maximal dem aufgedrucken Ladestrom nachgeladen werden. Danach schaltet man in 
den trickle charge Modus (mit C/50 oder was das Datenblatt als 
Erhaltungsladestrom empfiehlt) zurück, um mit Dauerladung den Akku gegen 
dessen Selbstentladung immer voll  zu halten, bis er aus dem Ladegerät 
entnommen wird. NiCd scheinen mit Dauerladestrom besser zurecht zu kommen 
als NiMH.

Das Reflexladeprinzip des ICS170x ist besonders interessant und wird im 
NC2000 verwendet. Auch ohne Entladeimpuls eignet sich der IC besonders für 
Schaltregler (LM2576T-ADJ) als Stromquelle, weil er vor dem Messen die 
Stromquelle abschaltet. GalaxyPower ist pleite und stellt die ICS17xx-Chips 
nicht mehr her (Ersatz AIC1781), aber das Patent auf das Reflexladeprinzip 
ist auch ausgelaufen, man hat also kein Problem sich den Algorithmus in 
einen uC mit 12 bit A/D zu programmieren. 
Das Computerized Charging System (CCS9620 von http://www.conrad.de) von BTI 
http://www.bticcs.com ist bloss ein vorprogrammierter PIC Microcontroller 
ohne A/D-Wandler. Das VDX-Verfahren (Voltage Descend Expander) vergleicht
die Ladespannung mit und ohne Ladestrom und ist hier beschrieben 
http://www.funkschau.de/heftarchiv/pdf/1998/fs01+02/fs9801081.pdf und das 
Reflex-ähnliche ACT-Verfahren kommt von hier: http://www.actcharge.com/ 
Ein Überblick findet sich in http://www.basytec.de/ladung/ladung.html 
Weiteres: http://oedv.at/news/1997/0197a.htm 
http://www.kriechhammer.at/ecs/

Ein NiCd/NiMH-Akku geht kaputt, wenn er umgepolt wird. Das passiert bei 
einer Säule, wenn eine Zelle leer wird (0V) und die anderen Zellen (über den 
Innenwiderstand des angeschlossenen Geräts) ihre Spannung entgegen der 
Polung an die leere Zelle anlegen. Einen abgeklemmten Akku (kein uA darf 
fliessen) kann man problemlos lagern, möglichst leer aber nicht kurzgeschlossen 
(Selbstentladung schadet offenbar), und im Kühlschrank. Nach längerer Lagerzeit 
muss er, ebenso wie neu gekaufte Akkus, ein paar mal aufgeladen / entladen 
werden, bis er seine volle Leistungsfähigkeit wieder erreicht. Hat sich ein 
voll aufgeladener und danach abgeklemmt gelagerter NiCd/NiMH Akku schon nach 
wenigen Tagen selbst fast ganz entladen, hat man Ausschuss mit defektem 
Separator erwischt.

Von: Robert Obermayer 8.2.2006

Die mittels Widerständen gekillten Akkus waren 2200er GP und 2000er 
Panasonic (also die besten 4/5 SC NiMH), die durch langes Lagern bei 
0V ausgelaufenen waren 1250SCR, CP1700, N-SCRC 1700 (die guten schwarzen) 
und einige 650er Varta AA(NiCd). Mindenstens gleich lange rumliegende, 
aber nicht gesondert entladene Packs des gleichen Typs haben die 
Lagerzeit ohne Kapazitäts (und Flüssigkeits-)verlust überstanden und 
hatten noch >1V/Zelle wie ich sie wieder geladen habe.
Panasonic schreibt in einem manual auch sinngemäß:"for extended storage 
periods, recharge every year to avoid leakage" und hat da imo. recht

Wie schnell sollte das Ladegerät den Akku aufladen ? Das hängt von der
Verwendung des Akkus ab. Im Prinzip gilt, "ebenso wie er entladen wird". 
Bei Hochstromanwendungen (Modellsport) also schnell Laden, bei 
Niedrigstromanwendungen (Wecker) besser langsam laden. Der Grund liegt in der 
Kristallbildung im Akku: Hohe Ströme brechen die Kristalle, was zu niedrigerem 
Innenwiderstand führt (gut bei Hochstrom) aber auch die Selbstentladung 
beschleunigt (schlecht bei geringem Strombedarf). Ebenso enthalten 
schnellladefähige Akkus viel Katalysator, was ebenfalls die Selbstentladung 
beschleunigt. Allerdings *müssen* automatisch abschaltende Ladegeräte 
schnellladen, da sich nur dann bei vollem Akku eine Temperaturerhöhung ergibt, 
die in Folge zu einer Spannungsänderung führt, die dann gemessen werden kann. 
Länger als 4h sollte also kein automatisch abschaltendes Ladegerät brauchen 
(und unter 15min wird's auch kritisch). Zeitgesteuerte Ladegeräte sollten den 
Akku vorher entladen (auf 0.9V/Zelle) und dann 14h oder 4h aufladen und dann 
auf Erhaltungsladung (kleiner C/25tel) umschalten. Bis zu welcher Spannung darf 
man einen NiCd/NiMH-Akku entladen ? Im Prinzip 0V, aber dabei muss in einer 
Säule JEDE Zelle beachtet werden, da ja keine umpolen darf. Die Akkukapazität 
wird aber nach IEC durch eine Entladung bis 0.9V/Zelle gemessen, ebenso wie 
bei normalen Zink-Kohle / Alkali-Mangan Batterien, und da man bei 
0.9V*Zellenanzahl bei einer Säule davon ausgeht (was in der Praxis oft aber 
nicht immer hinhaut), das jede einzelne Zelle noch mehr als 0V hat und nicht 
umgepolt wird (was tödlich wäre), nimmt man für Akkus auch 0.9V bei Entladung 
von C/10tel. Die Spannung bricht ab 1.1V eh so schnell zusammen das unter 0.9V 
eigentlich nichts mehr zu holen ist. Bei Hochstromentladung spielt der 
Akkuinnenwiderstand aber eine grössere Rolle, so das bis 0.5V herunter entladen 
wird.

 http://www.ti.com/ BQ2002 / BQ24007 / BQ2050
 http://www.maxim-ic.com/ MAX712 / MAX713 / DS2770
 http://www.onsemi.com/ MC33340
 http://www.vishay.com/ U2400 / U2402
 http://www.semiconductors.philips.com/ TEA1100 / TEA1102 / TEA1104
 GalaxyPower ICS17xx (AN17, AN23)
 http://www.analog.com.tw/ (AIC1781-1783)
 http://www.analog.com/ fsect5.pdf
 http://www.linear.com/ AN64 (LTC1325), AN68 (LTC1510, LTC1511)

 http://www.conrad.de/ Anleitung von 130136 (mit U2402)
 http://www.mikrocontroller-projekte.de/ (Reflexlader)
 http://www.gb97816.homepage.t-online.de/ (Reflexlader C166)
 http://www.harald-sattler.de/html/body_tons_lader.htm (NC2000)
 http://www-user.rhrk.uni-kl.de/~dittrich/trxcharger/
 http://www.atmel.com/ AppNote AVR450 (NiCd, NiMH)
 http://www.fg-gag.de/michael/studiear.htm (NiCd, ohne Software)
 http://www.microchip.com/ Application Note Reference Design PICREF-2 (NiCD/NiMH + 

PC-Interface)
 http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/applicationnotes/AN439.pdf (87c751 Fast Nicad 

Charger)
 http://www.freescale.com/files/microcontrollers/doc/app_note/AN2679.pdf (NiCd/NiMH mit 

68HC08)
 http://www.zilog.com/docs/z8encore/appnotes/an0137.pdf (Z8 based Pb/NiMH/NiCd Battery 

Charger)
 http://www.schulze-elektronik-gmbh.com/

Einfache Schaltung ähnlich AN17 von Galaxy Power ohne überflüssigen DCHG
              +-----+
    +---------|7805A|------------------+ VCC
    |         +--+--+                  |       on/off
    +-10k-+------(---------------------(----------+
    | +---+--+   |   1N5404    VIN +---+---+ CHG  |
 o--+-|LM2576|-+-(-L-+-|>|-+-R1-+--|ICS1700|-4k7-|< BC547
30V | +-+--+-+ | |  Elko  Akku  R2 +---+---+      |E
  Elko  |  +---(-+---(-----+----+------+----------+
    |   |  FB  +-|<|-+   Shunt (0R4 = 3A Ladestrom)
 o--+---+------------+-----+

> Bleiakkus

Ein Bleiakku (Pb) wird an eine Spannungsquelle angeschlossen, die pro Zelle 
2.3 Volt liefert (bei 20 GradC, temperaturabhängig -4mV/K), also 13.8V für 
einen Autoakku. Die Spannungsquelle muss damit klar kommen, das der Akku mehr 
Strom haben will, als der Akku aushält und die Spannungsquelle liefern kann. 
Wieviel steht i.A. drauf, wenn nicht kann man sich nach Panasonic richten, 
die sagen 0.4C bei ihren Bleigelakkus, also 4.8A bei 12Ah Akku. Der Lader 
muss also eine Strombegrenzung als Schutzeinrichtung enthalten, wie das 
normalerweise bei integrierten Spannungsreglern der Fall ist (z.B. LM317, 
einstellbar L200 Schaltung im Datenblatt beachten, PB137, UC3906 macht 
temperaturkompensierte Schnelladung mit nachfolgender Erheltungsladung, 
AppNote U131, UC2909 ist moderner. Die Temperaturabhängigkeit kann man gut 
mit einem Pt100 RTC Platinwiderstandstemperatursensor, NTC oder einer 
Siliziumdiode im Spannungteiler des Spannungsreglers ausgleichen, siehe 
Datenblatt des LT1038 von http://www.linear.com/ . 

Ein Bleiakku geht kaputt, wenn er entladen rumsteht (er sulfatiert dann), 
netterweise darf man ihn ewig an einem wie beschrieben spannungsgeregelten 
Ladegerät lassen. Der Selbstentladestrom liegt so um 1/100 der Kapazität. 
Lädt man ihn nur kurz auf und klemmt ihn dann vom Ladegerät ab, darf man 
auf 14.4V (2.4V/Zelle bei 20 GradC) gehen, so wie es die Lichtmaschine im 
Auto macht. Die billigen Autoakkuladegeräte enthalten lediglich einen 
strombegrenzenden Trafo und einen Gleichrichter ohne jede 
Ladespannungsbegrenzung, der volle Akku wird also gnadenlos überladen, er 
gast. Beim Autoakku kann man dann das zersetzte destillierte Wasser wieder 
nachfüllen, 'wartungsfreie' Bleigel-Akkus sind dauerhaft geschädigt. 
Den relativen Akkurestkapazitätszustand kann man über 4-Leiter 
Innenwiderstandsbestimmung mit C/5 Entladeimpulsen in Millisekundenlänge 
ermitteln.
Üblich ist bei 11.4V eine Akku-Leer-Warnung und bei 10.8V der Lastabwurf,
bei hohem Entladestrom (Automotoranlasser) geht es auch mal unter 8V. 
Erst bei 12.6V wird die Last wieder drangeschaltet. Kam der Akku mal unter 
11.4V, darf er ein mal bis auf 15V (2.5V/Zelle bei 20 GradC nur bei genauester 
Beachtung der Temperaturkompensation) aufgeladen werden, kam er mal unter 
12.4V kann man ihn ein mal bis 14.4V aufladen.

 

http://www.panasonic.com/industrial/battery/oem/images/pdf/Panasonic_VRLA_ChargingMethods.pd

f
 http://www.microcharge.de/Bleiakku-Interna.html
 http://www.taunus-biker.de/~mdvp/Bat/Batterie.html (Bleiakku)

> LiIon

Lithium-Ionen-Akkus werden im Prinzip ebenso wie Bleiakkus geladen, 
allerdings muss die Ladeschlussspannung von 4.20 Volt (man achte auf 
die 0) JEDER ZELLE auf 0.5% genau eingehalten werden, sonst wird sie 
entweder nicht voll, 0.1V macht 10% aus, oder fängt beim Überladen Feuer:

 http://www.liposack.com/video.html

0.5% einzuhalten ist nicht so einfach. Nimm einen fertigen LiIon Ladechip, 
falls er nicht schon im Akkupack eh enthalten ist. Der kümmert sich auch 
um den Rest wie den Tiefentladeschutz. Ein LiIon-Akku geht sofort kaputt, 
weil sich Lithiumionen in die Metalloxidelektrode einlagern die dabei an 
Volumen zunimmt und zerbröselt, wenn er unter eine bestimmte Spannung 
entladen wird, auch durch Selbstentladung, also rechtzeitig bei meist 3.0V 
abschalten und gleich wieder aufladen. LiPolymer sind letztlich LiIon 
Akkus ohne Hülle, also nichts prinzipiell anderes, und werden genau so 
behandelt. Ob 3.6V oder 3.7V als Nennspannung angegeben wird, ist 
letztlich egal, nur die Ladeschlussspannung von 4.1, 4.2 oder 4.3V darf 
nie überschritten werden. Eine niedrigere Ladeschlussspannung verlängert 
angeblich die Akkulebensdauer signifikant.

 http://www.toshiba.com/taec/components/Generic/DS_BT31930297.pdf (LiIon Datenblatt)
 http://www.maxim-ic.com/ (z.B. MAX1811/1898 LiIon protection)
 http://pdfserv.maxim-ic.com/arpdf/DS2770.pdf
 http://www.analog.com.tw/ (LiIonProtection)
 http://www.onsemi.com/ (MC3334x LiIon protection, CS5361 Notebookakkulader)
 http://www.ti.com/ (BQ24007, TWL2214 Notebookakkulader) 
 http://www.rutronik.de/ (Panasonic LiIon Einzelzellen)
 http://www.mamo-modelltechnik.de/ (LiIon/LiPoly Einzelzellen)
 http://www.lipoly.de/ (LiIon/LiPoly Einzelzellen)
 http://www.modellbau-bichler.de/ (LiIon/LiPoly Einzelzellen)

> Alkali

Es gibt inzwischen auch wiederaufladbare Alkali-Mangan Akkus für Geräte, die 
1.5V/Zelle benötigen. Allerdings sind diese Akkus sehr schlecht. Sie können 
(sogar nach Herstellerangabe) nur wenige Male (ca. 25) wieder aufgeladen 
werden. Rechnet man die Kapazität einer nicht wiederaufladbaren Alkali-Mangan 
Zelle (Mignon 2.8Ah) und die Kapazität eines Alkali-Mangan-Akkus (1.5Ah wenn 
neu, 0.5Ah kommen bei jedem Wiederaufladen dazu), gegen den Preis auf, lohnt 
sich das nicht. Siehe http://horst-lehner.mausnet.de/efaq/efaq.pdf und c't 
23/2002 S. 193. Rayovac verwendet Chips von Benchmarq http://www.ti.com/ 
BQ2902/2903, auch AppNotes, nach Alkali suchen.

> Was tritt eigentlich bei Alkali-Mangan Batterien als weisses Kristallpulver aus ?

Der Elektrolyt aus 35 bis 50 Gew.% KOH, 6 Gew.% ZnO und Zusätzen von LiOH oder 
Ca(OH)2.

> Memory-Effekt

Mit 'Memoryeffekt' wird das Verhalten von NiCd-Akkus beschrieben, die mehrfach 
nur teilentladen wurden (z.B. durch eine automatische Abschaltung des Geräts) 
und dann ein Mal weiter entladen werden soll. Die Spannung bricht an der Stelle 
der alten Abschaltgrenze messbar zusammen. Die Restkapazität lässt sich nur bei 
verringerter Spannung herausholen. Warum ?

Da die chemische Reaktion 'Ladung' im NiCd nicht gleichmässig über das innere 
Volumen abläuft, gibt es bei 'halbleeren' Akkus Zonen die chemisch entladen 
sind, wenn andere noch chemisch geladen sind. In einer lange nicht 
'angefassten' Region vergrössern sich Kristalle, ebenso wie in einem Akku, der 
lange rumliegt. Grössere Kristalle bewirken einen erhöhten Innenwiderstand. 
Ein belasteter Akku mit höherem Innenwiderstand bricht in der Spannung ein, er 
erscheint dem angeschlossenen Gerät 'leerer', es schaltet früher ab, wodurch 
diese 'Zone' des Akkus nie mehr angefasst wird, also auch nicht besser wird. 
Man behebt den Effekt durch mehrmaliges entladen (bis die schwächste Zelle nur 
noch 0.5V hat) und wieder aufladen.

Siehe section 5 "battery chargers" des "practical design techniques for power 
and thermal management" aus "Training and Events" von http://www.analog.com/ .
Es gibt im Web auch eine andere Meinung zu lesen, aber man behebt sie auf 
dieselbe Art, so das einem die Physik dahinter egal sein kann.

 http://www.repairfaq.org/ELE/F_Battery.html

NiMH Akkus sind von diesem Effekt bei weitem nicht so stark betroffen, aber
ich habe hier NiMH Akkus erlebt, die zwar fast volle Kapazität hatten, aber 
mit dem Alter einen immer weiter steigenden Innenwiderstand (2 Ohm) der sich
auch durch Hochstrom-Lade-/Entladezyklen nicht besserte und die damit 
unbrauchbar waren.

> Zellen knacken

Unbelastete Akkuzellen haben ja eigentlich, auch wenn sie leer sind, eine 
Spannung von um die 1 Volt. Was tun, wenn in einer Akkusäule eine Zelle nur 
0 Volt hat ? Diese Zelle ist dann intern kurzgeschlossen. Durch Umpolen der 
Zelle während einer Tiefentladung sind Cd-Nadeln gewachsen, die beide 
Elektroden miteinander verbinden. Man kann diese Cd-Nadeln durch einen 
Hochstromimpuls knacken (z.B. vollgeladenen 10000uF/35V Elko an die Zelle 
halten). Das hilft aber nicht wirklich, da sich nicht die ganze Cd-Nadel 
zurückbildet. Der Akku hat eine höhere Selbstentladung, wird also in der 
Säule wieder als erster leer, wird umgepolt und man hat das Problem erneut. 
Ersetzt man nur diese Zelle, hat man in einer gebrauchten (verbrauchten :-) 
Säule einen neuen Akku, der seine Stärken nicht ausspielen kann. Ersetze 
lieber gleich alle Zellen und verwende die restlichen woanders.

> Wie redet mein Notebook mit seinem Akkupack ?

 http://www.sbs-forum.org/

> Wie lädt mein Telefon seinen Akku wieder auf ?

Von: Ingolf Pohl

Beim Entladen wird der Strom gemessen (eher selten) oder die Software
des Telefons kennt die Verbräuche des Gerätes in den einzelnen Zuständen
hinreichend genau. Einige Hersteller veranstalten dazu einen ganz
schönen Aufwand bei der Produktion, bei jedem Telefon im Endtest wird
der Stromverbrauch für die einzelnen Zustände protokolliert und im
geräteeigenen EEPROM abgelegt, ohne ständiges Messen im Betrieb kann 
die Software so einigermaßen bilanzieren.

Die Software des Gerätes verwaltet dazu ein Ladekonto mit aktuellem
Ladezustand und maximalem Ladezustand im EEPROM.

Ich versuch jetzt mal so ein Lade-Entladezyklus zu beschreiben,
ausgehend davon dass leere Akkus in ein neues Gerät gesetzt werden.

1. Das Gerät verfügt über eine Voreinstellung des maximalen
Ladezustandes von 500mAh. Es lädt den eingesetzen Akku mit 120% (bis
150% je nach Mut des Herstellers) des maximalen Ladezustandes. Ein
500mAh Akku wäre mit 120% überladen, ein 1600mAh Akku nur zu 1/3
geladen. Das Ladekonto wird auf 500mAh gesetzt

2. Beim Entladen wird je nach Aktion vom Ladekonto abgebucht. Hat es zum
Beispiel 10% erreicht, dann gibt das Telefon bescheid, denn bei einem
angenommenem 500mAh Akku wären ja nur noch 50mAh Rest. Bei einem 
1600mAh Akku wären noch 1150mAh Rest.

3. Wird jetzt das Telefon nicht gleich hysterisch auf die Ladeschale
gesteckt, sondern echt leer telefoniert bis die Hardware eine
Tiefenentladung durch Zwangsabschaltung bei kleiner 0.9V/Zelle
vollstreckt, dann hat das Ladekonto (im EEPROM) beim 500mAh Akku
ungefähr 0, beim 1600mAh Akku einen negativen Wert, denn es wurden ja
320% entnommen.

4. Beim nächsten Ladezyklus wird zuerst der maximale Ladezustand
korrigiert, beim 500mAh Akku wird er sich nicht sonderlich ändern, beim
1600mAh Akuu wird er um 220% größer sein, als das letzte Mal. Jetzt wird
wieder mit 120% (der korrigierten Kapazität) oder mehr geladen...

Fazit der Methode ist einfach:

 - Das Telefon kann sich an die Kapazitätztoleranzen der Akkus anpassen.
 - Verschiedene Akkus können eingesetzt werden.
 - Für größere Akkus ist der Ladestrom ungefährlicher.
 - Bei größeren Akkus ist die Ladezeit länger.
 - Das Einsetzen von vollen Akkus ist nicht so gut, da zuerst geladen wird.
 - Die Methode benötigt das (gelegentliche) vollständige Laden/Entladen
(Hier liegt auch die echte Schwäche des Systems, kaum ein Anwender
entlädt den Akku vollständig !)

Ähnliche Methoden wurden (werden) auch bei GSM-Telefonen eingesetzt, 
das erklärt auch warum bei einigen die Batterieanzeige nach längerem
Benutzen immer ungenauer wird, oder warum plötzlich bei 50% Anzeige das
Telefon abschaltet. Man muß auch hier öfter mal das Telefon komplett tot
telefonieren und anschließend schön voll laden. Bei meinem ältlichen GSM
ist das tatsächlich so, plötzlich ist bei "halbvollem" Akku Schluss.
Wenn der Strom wieder da ist, dann hat auch das Bilanzprogramm gemerkt,
dass der Akku leer war und die Anzeige wieder auf Null gesetzt...

Laptop-Akkus verfügen oft über eine Fuel-Gauge, also einen Chip im Akku
der rein- und rausfliessenden Strom misst und versucht, die Akkukapazität
mitzuführen, wie BQ2010 (siehe Datenblatt bei http://www.ti.com/ ). Wohl
wegen unzureichender Software im Laptop haben diese Chips die Eigenart,
mit der Zeit immer weniger über den Akkuladezustand zu wissen und auch
leere Akkus nicht mehr nachladen zu wollen oder volle Akkus als leer
anzusehen. Bei vielen hat es geholfen, der Chip mal vom Akku abzulöten
(Rücksetzen) oder per direktem Ansprechen (über die Parallelschnittstelle
des Laptops) umzuprogrammieren, und plötzlich spielten die Akkus wieder
mit. Also: Schaut auch im WWW um, was sich bei eurem Akku machen
lässt, bevor ihr verzweifelt dessen Zellen tauscht.

> Wie baue ich ein Lade-Netzteil für mein Handy bzw. Notebook ?

Handys und Notebooks haben meist eine ganz einfache Akkuladeschaltung
drin: Ein Transistor schaltet den Strom vom Netzteil direkt an den Akku,
der jedoch je nach Ladezustand eine unterschiedliche Spannung benötigt. 
Wenn das Netzteil zu viel Strom liefert (weil es seine Nennspannung halten 
will) geht, insbesondere bei leerem Akku, dieser Transistor und sonstwas 
kaputt. Das Netzteil muss also eine Strombegrenzung haben und darf im 
Leerlauf eine nicht zu hohe Spannung liefern. Wie viel, steht meist auf dem 
alten Netzteil drauf (z.B. 4.5V/250mA oder 16V/3.8A). Der Grund liegt darin, 
das im Gerät (Handy bzw. Notebook) keine zusätzliche Wärme entstehen 
soll, und daher ein analog runterregelnder Transistor, der bei ausreichend 
Spannung von selbst den Strom begrenzt, wegen der anfallenden Verluste 
nicht verwendbar ist. 
Daher darf man ein Notebook nicht direkt an den Autoakku anschliessen, 
obwohl ja meistens die Spannung des Notebookakkus, zumindest entladen, 
niedriger liegt als die Autoakkuspannung und die Spannung des Netzteils 
vom Notebook höher liegt als die Autoakkuspannung, es also eigentlich 
passen müsste. 
Bei leerem Akku würde jedoch das Notebook versuchen, den Akku zu laden, 
und dabei würde zu viel Strom fliessen, weil der Autoakku ja hergibt, was er 
kann. Wenn man jedoch den Akku aus dem Notebook entfernt, geht es oft,
das Zuleitungskabel sollte jedoch eine KFZ-Schutzschaltung enthalten.

Man kann ein Labornetzteil (so ein Ding mit einstellbarer Maximalspannung 
und Maximalstrom) verwenden, in dem man den Maximalstrom auf den zum 
Akku passenden Ladestrom einstellt, oder ein vorhandenes (Schalt-)Netzteil 
entsprechend umbauen. 

Die primitivsten Handyladesteckernetzteile haben einen simplen Trafo drin, 
der wie ein Klingeltrafo kurzschlussicher ist, weil bei steigendem Strom 
dessen Verluste (Wärmeentwicklung) so hoch ansteigen, das kaum noch 
Spannung rauskommt, und dahinter Gleichrichter und Siebelko. Das 
allerprimitivste Autoladekabel besteht aus einem Vorwiderstand (13.8V-
Akkuspannung)/Ladestrom und einer Z-Diode (begrenzt Maximalspannung 
bei Leerlauf und bietet Schutz vor Verpolung und Überspannung) am 
Ausgang, aber die Bauteile verheizen ziemlich viel Leistung (5W 
Widerstand, 3W Z-Diode) und sind deswegen nicht billig. Die Besseren 
verwenden einen Linearregler wie L200 (nicht die defekte Charge L200C 
82A333 ST SING, Reichelt) von http://www.st.com/ mit eingebauter 
Strombegrenzung, der braucht aber auch einen Kühlkörper. Effektiver 
ist ein Schaltregler wie MC34063, bei dem man zumindest den 
Eingangsstrom begrenzen kann, und damit den Ausgangsstrom bei nicht zu 
stark abweichender Eingangsspannung im Rahmen halten kann. Siehe auch 
F.24. Schaltregler Nokia Laderegler.
Am Besten ist aber eine Konstruktion, bei der ein Schaltregler sowohl 
Feedback von der Ausgangsspannung als auch vom Ausgangsstrom 
erhält. Siehe LT1510, LT1512, TL494. Hat das Netzteil 3 Leitungen (Masse, 
Versorgungsspannung, Ladespannung) ist meist die Ladespannung 
strombegrenzt, die Versorgungsspannung nur gegen Kurzschluss geschützt. 

 http://www.call-n-deal.de/uwe/projekte/diverses/C25lader/

> Mein Batteriehalter schmilzt beim Laden weg

Verwende Batteriezellenhalter von Bulgin (bei Conrad, Farnell, RSOnline),
die halten bei Lötfahnenanschluss bis 20A aus.

*-----
F.21.1. Schutz gegen Tiefentladung

> Wie schützt man einen Akku vor Tiefentladung ?

Geht am einfachsten mit einem Relais, was bei der Entladeschlusspannung
von alleine abfällt, und dessen Kontakt man zum Einschalten mit einem 
Taster überbrückt, aber das braucht Strom und leider sind Relais nicht so 
besonders genau. Genauer geht's mit einem Unterspannungssensor (z.B. 
TL7702, ICL7665, MC34161, TL431), oder einer Kombination aus OpAmp 
als Komparator und Spannungsreferenz (es muss ja nicht der teure LM10 
sein), dessen Ausgang so lange mit Masse verbunden ist (active high 
Reset Pin), wie die Betriebsspannung über der Mindestspannung liegt (je 
nach Unterspannungssensor fest oder einstellbar), und dessen Ausgang 
den Spulenstrom des Relais dauerhaft aushält. Diese Schaltung braucht 
aber eingeschaltet ebenfalls zusätzlich den Relaisstrom.
     Einschalttaster (Schliesser)
 +Akku --+--o/o--+--- +Ub
         |       |
         +--o/o--+ Relaiskontakt
             :   |
         +--Rel--+
         |       |
         +--|>|--+ Freilaufdiode
         |       |
         |    +-----+ Unter-
         +----|     | spannungs-
      Ausgang +-----+ sensor
                 | 
 -Akku -----o-o--+--- GND
     Ausschalttaster (Oeffner, oder als Schliesser der den Ausgang des Unterspannungssensors 

mit GND verbindet)

Unterspannungssensor bestehend aus Komparator und Spannungsreferenz
  +---+---+---- Batt
 10k 8k2  |   
  |   +--|-\  
  |   |  |  >-- Ausgang
  +---(--|+/    Komparator wie 1/4 LM339 oder OpAmp
 Ref 2k2  |     Ref = 2.5V Referenz wie LM336-2.5
  +---+---+---- Masse

Verwendet man ein bistabiles Relais und einen Unterspannungssensor mit active 
low, so braucht die Schaltung praktisch keinen Strom
 +Akku --+-o/o-+-----+-- +Ub
        Rel1:Rel2    | bistabiles Relais
         |     +-|>|-+ Freilaufdiode
         o     |   +---+ Unterspannungs-
     AN  /     +---|   | sensor mit
  Taster o     o   +---+ aktiv low Reset
         | AUS /     |
         |     o     |
 -Akku --+-----+-----+-- GND

Man /kann/ auch per RESET-Controller (z.B. dem einstellbaren ICL7665) den 
Verbraucher per MOSFET abklemmen, jedoch braucht die Schaltung dann auch
ausgeschaltet doch noch einige uA und darf demnach nicht ewig im Keller 
rumliegen, sondern muss demnächst ans Ladegerät oder echt ausgeschaltet 
werden. Der RESET-Controller muss jedoch eine ausreichend grosse Hysterese 
haben, um nicht bei fehlender Belastung durch die ansteigende Spannung wieder 
einzuschalten, sondern erst bei neu aufgeladenem Akku
   +-o/o--+-------+
   |      |   Schaltung
   |  +-------+   |
 Akku |ICL7665|--|I NMOSFET (ggf. LogicLevel)
   |  +-------+   |S
   |      |       |
   +------+-------+

> Ladezustand von Akkus anzeigen.

Suche nach 'Fuel Gauge/Gas Gauge' von Benchmarq bei http://www.ti.com/
wie BQ2010 und SAA1501 bei Philips.

Einige Akkuladegeräte:

 Conrad Charge Manager 2000: Lädt nur einen Akku zur Zeit, 4 nacheinander 
 Conrad Charge Manager 2010: Lädt 4 gleichzeitig, wegen 2 Lüftern sehr laut, neuere Modelle 

haben serielle Schnittstelle http://cm2010.sourceforge.net/ 
 ELV ALR100
 Accumanager AP2020 Ladestrom 700mA, lädt einzeln
 Sanyo C100 Ladestrom 700mA, lädt nur 2 oder 4 Akkus in Reihe
 Ansmann Powerline 4/5/6: Macht Akkus manchmal ZU voll.
 Schulze ISL6-330d 5.5A 150EUR

*-----
F.21.2. Verpolschutz

Wenn der Spannungsabfall an einer normalen (oder Schottky) Diode zu gross ist
 (+) --|>|-- +
 
 (-) ------- -

und eine Verpolschutzdiode mit (ggf. selbstrückstellender PTC Polyfuse)
Sicherung aus irgendwelchen Gründen nicht angebracht ist
 (+) ---Sich-+-- +
       +-|>|-+
 (-) --+-------- -

kann man mit einem 'falschrum' angeschlossenen MOSFET batteriebetriebene
Geräte vor dem verpolten Einlegen von Batterien schützen. Zuerst leitet die
(eingebaute Body-) Diode, dann schaltet der MOSFET durch und überbrückt 
die Diode, wenn die Threshold-Spannung zur Batteriespannung passt (also
bei 3V braucht man MOSFETs mit sehr niedriger Threshold-Spannung wie
IRF7401 (NMOS) / IRF7404 (PMOS), bei 4.5 bis 9V LogicLevelMOSFETs wie
IRL2505, ab 18V wird's auch für normale MOSFETs wie IRF530 (NMOS) oder
IRF9530 (PMOS) zu viel und man muss das Gate mit Spannungsteiler oder 
Z-Dioden schützen). Umgekehrt sperrt alles, zumindest bis 20V Spannung.
 (+) --------+-------- +
         D   |G  S
 (-) --+--NMOSFET--+-- -
       +----|<|----+       (Interne parasitäre Diode)


*-----
F.22. Transistoren und Dioden

> Durchlassspannung einer Diode

Eine Halbleiterdiode lässt den Strom nur in einer Richtung hindurch. Aber eine 
Diode ist kein ideales Ventil, das in einer Richtung ohne Verluste arbeitet, 
und in der anderen Richtung dicht ist. Auch die oft genannte 
Vereinfachung, das an einer normalen Silizium-Diode einfach 0.7V Verlust in
Leitrichtung auftritt, also die Diode unter 0.7V einfach nicht leitet, ist falsch.
Man sollte sich daran gewöhnen, das Dioden bei vollem Strom nach Datenblatt
ca. 1V Spannungsverlust bewirken. Fliesst nur ganz wenig Strom durch eine
Diode liegt der Spannungsverlust eher bei 0.5V. Die Spannung ist auch noch 
stark temperaturabhängig (was in einem Thermometer ausgenutzt werden kann).
Schottky-Dioden haben so 0.3V weniger, sperren aber auch schlechter. 
Germanium-Dioden haben bei kleinen Strömen noch weniger Spannungsverlust, 
der aber normalen Strömen schnell ansteigt und Silizium-Dioden überflügelt.

Den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung in Durchlassrichtung einer
Diode drückt die Shockley-Formel aus:
 I = Is * (  exp( U / (n*Ut) ) -1 )
 Is = Sättigungsstrom ca. 1E-14A
 n = Korrekturfaktor ca. 1..2 je nach Diode
 Ut = Temperaturspannung = (k * T ) / e ca. 26mV bei 25 GradC
 T = Temperatur [K]
 e = Elementarladung = 1.6E-19 [C]
 k = Boltzmann-Konstante = 1.38E-23 [K/J]

> Sperrstrom verschiedener Dioden

Eine Diode soll verhindern, das Strom 'rückwärts' durch sie hindurchfliesst.
Aber es ist dem Hersteller nicht möglich, dieses Sperrverhalten unabhängig
von den anderen Anforderungen zu optimieren. Zu dem verdoppelt sich der
Sperrstrom bei einer Temperaturerhöhung um 10K. Daher gibt es verschiedene
Dioden, und man sollte für den jeweiligen Zweck die passende wählen. Grosse
Dioden haben auch eine grosse Kapazität in Sperrrichtung, die auch nervt.

 BAV45, FJT1100, PAD1, ID101, 1N3595, BAS116, BAV199: Einige pA, langsam
 C-B-Stecke Kleintransistor: handvoll pA
 nicht golddotierte Kleinsignaldioden wie BAS45: nA, nicht so schnell
 golddotierte Kleinsignaldioden wie 1N914, 1N4148, 1N4448: uA, schnell
   (ähnlich wie golddotierter Transistor NPN 2N2369 PNP 2N5771)
 50Hz Gleichrichterdioden wie 1N400x, 1N540x: dutzende uA, langsam
 Schnelle Gleichrichterdioden (fast recovery) wie MR, MUR, EGP: einige mA
 Schottkydiode: 150mA bei 30A-Diode nicht unmöglich., sehr schnell
 Dioden mit niedriger Schwellspannung: BAT32, BAT63, 1SS99, 1SS16, SMS1546
 GHz, Mikrovolt: 1N82
 Tunneldiode: 1N3716, TU300
 Schaltdioden: 1PS70SB84 (Philips)
 Gallium Arsenid Schottky für Schaltnetzteile ab 1MHz: GS8DI25104 (IXYS) 250V/4A

Von: MaWin 12.11.2003

 http://www.101science.com/transistor.htm

Der Bipolartransistor besteht aus einer Diode von Basis nach Emitter
(das ist auch das im Schaltzeichen eingezeichnete Diodendreieck) die sich 
auch wie eine Diode mit einer Sperrspannung von ca. -6V verhält. Ab +0.5V 
zwischen Basis und Emitter fliesst zunehmend mehr Strom.
Das besondere am Transistor ist nun, das der kleine von Basis nach Emitter
fliessende Strom es ermöglicht, das ein grosser Strom vom Kollektor zum
Emitter fliessen kann, wenn denn am Kollektor ausreichend Spannung anliegt.
Ein kleiner Strom durch die Basis-Emitter-Diode ermöglicht dabei einen um 
den Stromverstärkungsfaktor hfe (zwischen 10 und 1000, meist so 100) 
grösseren Strom durch den Kollektor. 
Natürlich wird der Kollektorstrom nur so gross, wie es die umgebende 
Schaltung erlaubt, im Beispiel bestehend aus Spannungsquelle und Last. 
Beide Ströme fliessen zusammen durch den Emitter wieder aus dem Transistor 
heraus. Leider sind die Dinger recht unlinear, was man mit geeigneten 
Schaltungen zu begradigen sucht.
    +--------+
    |+       |
   Last      | +
 B  |  Spannungsquelle
 --|< NPN    | -
    |E       |
 ---+--------+

Der einfache Transistor kann den Strom durch eine Last steuern, wenn er in 
Reihe zur Last an eine Spannungsquelle geschaltet wird. Erhöht man die 
Spannung am Eingang B langsam von 0V auf 1V, so bemerkt man ab 0.5V einen 
raschen Anstieg des Stroms durch die Last. Der Transistor sollte den 
maximalen Strom der durch die Last fliessen kann aushalten, also 1.5A bei 
12V Spannungsquelle und 8 Ohm Last. Und auch den maximalen Verlust von 
0.75*6 = 4.5´Watt der bei halber Aussteuerung auftritt. Auch der Strom in 
die Basis darf nicht zu gross werden, meist 1/10tel des Stroms durch den 
Kollektor, hier also 150mA. Diese 150mA werden schon in der Gegend von 1V 
erreicht. Leider kann man die genaue benötigte Spannung nicht angeben, 
weil sie von Transistor zu Transistor (selbst bei derselben Typennummer) 
unterschiedlich ist, und stark mit der Temperatur schwankt. 
Daher verwendet man einen Vorwiderstand, mit dem man den erlaubten
Spannungsbereich zur Ansteuerung des Transistors vergrössert
 0-12V +--------+
  |    |        |
 74R   8R       |
  |    |  Spannungsquelle
  +---|< NPN    |
       |E       |
 ------+--------+

Egal, ob für 150mA Basisstrom nun 0.9V oder 1.1V an der Basis benötigt 
werden, hat man nun 150mA Basisstrom recht genau bei 12V am Eingang. So 
macht man aus dem stromgesteuerten Transistor einen spannungsgesteuerten. 
Er ist zwar vor Beschädigung geschützt, aber auch nicht besonders linear, 
so das diese Beschaltung meist für Digitalsignale, also blosses 
Ein-/Ausschalten der Last durch eine Steuerspannung verwendet wird. 
Legt man den Widerstand, der den Basis-Emitter-Strom begrenzen soll, an 
den Emitter, wird er zusätzlich vom Kollektorstrom durchflossen, daher 
gilt dort ein wesentlich kleinerer Widerstandswert. Er zeigt sich am 
Eingang durch den Stromverstärkungsfaktor vergrössert. 
Der Eingangswiderstand dieser Verstärkers liegt also bei Re*hfe. 
Es stellt sich am Emitterwiderstand eine Spannung ein, die ca. 0.7V 
kleiner ist, als die Spannung am Eingang. Dadurch kann man mit der 
Eingangsspannung also die Spannung am Emitterwiderstand und damit den 
Strom durch den Emitterwiderstand und somit recht genau den Strom 
bestimmen, der durch den Transistor und die Last fliesst. Weiss man 
den Strom durch die Last, kann man den Spannungsabfall an der Last 
ausrechnen. Die Eingangsspannung steuert also den Transistorstrom, 
der wiederum die Ausgangsspannung an der Last bestimmt. Ist der 
Widerstand der Last grösser als der am Emitter, erfolgt durch die Stufe 
eine Spannungsverstärkung.
 0-12V +--------+
  |    |        |
  |    8R       |
  |    |  Spannungsquelle
  +---|< NPN    |
       |E       |
      7.4R      |
       |        |
 ------+--------+

Bei 6V am Eingang leitet der Transistor. Es fliesst Strom durch ihn
hindurch. Der Strom erzeugt einen Spannungsabfall am 7.4R Widerstand. 
Wenn 850mA durch den 7.4R Widerstand fliessen, führt das zu einem
Spannungsabfall von 6.3V. Es verbleiben nur noch 0.7V zwischen Basis
und Emitter. Wenn mehr Strom fliessen will, wird die Spannung zwischen
Basis und Emitter kleiner, der Transistor geht weiter zu und regelt
den Strom wieder herunter. Der Emitterwiderstand bewirkt also eine
Gegenkopplung, die Schaltung regelt den Strom. Wenn sie, wie die
erste Schaltung, aber 1.5A durch die Last fliessen lassen soll, was
bei einer Eingangsspannung von 12V passiert und damit 11.3V am
Emitterwiderstand abfallen, so braucht sie eine Spannungsquelle von
24V, sonst ist nicht genug Spannug für die 8R Last übrig.
Bei 850mA entstehen am 8 Ohm Lastwiderstand 6.8V.

Wenn man z.B. eine Spannungsverstärkung um das 10fache erreichen will,
muss der Lastwiderstand einen 10 mal so hohen Widerstandswert haben
wie der Emitterwiderstand, sagen wir Re=10 Ohm und Rl=100 Ohm.
Wenn wir 24V als Versorgungsspannung haben, fliessen maximal 210mA
durch beide, wobei durch den Emitterwiderstand zusätzlich der
Basisstrom fliesst, und der Emitter im Transistor auch schon ein
paar Ohm beiträgt. Damit diese 210mA durch den Emitterwiderstand
fliessen, muss an ihm ca. 2.2V anliegen, und an der Basis ca. 2.9V.
Bei nur 0.6V an der Basis geht der Transistr aus, es liegt keine
Spannung am Emitterwiderstand, es fliesst kein Emitterstrom und 
kein Kollektorstrom und damit auch kein Strom durch die Last und
die hat damit keine Spannung.

Oft findet man in Geräten Transistoren mit der Bezeichnung A1015, C557, D998,
F830, H945 oder K1117 die in keinem Katalog zu finden sind. Fügt dann ein 2S, 
IR, KT oder B vor die Typennummer und sucht im Katalog erneut, denn asiatische 
Hersteller lassen gerne das 2S weg, Koreaner das KT, Europäer manchmal das 
B und International Rectifier das IR. Aber glücklicherweise gibt es kaum 
Nummernüberschneidungen. Die obigen Typen sind also 2SA1015, BC557, 
IRF830 und 2SK1117. Leider funktioniert das manchmal doch nicht: KSD/KTD998 
und 2SD998 oder KSC/KTC778 und 2SC778 sind nicht dasselbe. Ersatztyp für
KTD998/KTC778 ist 2SC4387/2SA1672 oder mit Isolierscheiben TIP33C/TIP34C
oder BD245/246. Mit H beginnen manche Hitachi Consumer-Transistoren. H945 
ist also ein schlechterer 2SC945, HA42 ist MPSA42, H548 ist BC548, H9012 ist 
C9012. Wobei C9012 ein Consumer-Transistor von Motorola ist, nicht ein 
2SC9012 oder gar BC9012, die gibt's nämlich nicht.

Elektor Crescendo / Mini-Crescendo 2SJ50/2SK135 = 2SJ56/2SK176 =
2SJ1058/2SK162 in TOP3P

Viele Hersteller wie Motorola (MT), Fairchild (FD), ST (ST), Philips (PH), 
Harris (RF), OnSemi (ND) Samsung (SS), Siliconix (SM) bezeichnen MOSFETs 
nach einem einfachen Schema: MTP50N10 heisst Motorola TO220 50A NMOSFET 
100V, also Herstellerkürzel, Gehäusebuchstabe A=TO220isoliert B=D2PAK 
D=DPAK E=ISOTOP F=TOP3Pisoliert H=TO218 I=I2PAK J=TO220isoliert K=STO82 
M=TO3 N=SOT223 O=SOP8 P=TO220 S=TO220isoliert U=TO251/IPAK V=D3PAK W=DIP 
X=TO220isoliert Y=TO264, Amperezahl, Kanal-Polarität, Volt in 10er Schritten.

Auch IGBTs folgen oft diesem Muster: STGB20NB32 schafft z.B. 20A, 350V.

Manchmal hilft ein Herstellerkürzel auf dem Transistor, ansonsten orientiert man 
sich erst mal an den Bezeichnungen der anderen im Gerät verbauten Transistoren. 
Bei SMD-Bauteilen reicht der Platz für Typennummern nicht aus, und die Kürzel 
sind HERSTELLERBEZOGEN, also mehrfach vergeben:

 http://www.digitaldesigns.com/
 http://www.come.to/technik
 http://www.republika.pl/elektronikjk/s1.html
 http://www.republika.pl/elektronikjk/w2.html
 http://info.electronicwerkstatt.de/bereiche/bauteile/smd/smd_aktiv/index.html
 http://www.marsport.demon.co.uk/smd/smdcode.htm
 http://www.maxim-ic.com/topmark.cfm

Transistorgrundschaltungen finden sich in

 http://heureka.e-technik.uni-ulm.de/Tutorium/Virtuelles-Praktikum/index.html 

Wenn die Stromverstärkung eines Transistors eher egal ist (5 reicht), aber man 
besonders niedrige Vcesat haben möchte, kann es sinnvoll sein, einen
bipolaren Transistor mit vertauschen Emitter und Collector zu betreiben.
Allerdings kann die BE-Diode meist nur 5V ab. Auch die Transitfrequenz ist
in dieser Betriebsart wesentlich höher.

> Kann man MOSFETs zur Leistungssteigerung parallelschalten ?

Von: Rolf Zimmermann

MOSFETs als Schalter betrieben kann man ohne Symetrier-R parallel schalten. 
Der Rds(on) steigt mit der Chiptemperatur, und symmetriert den Strom durch 
den einzelnen FET entsprechend der Temperatur (der kühlste FET bekommt mehr 
Strom ...)

MOSFETs im Linearbetrieb (also 'nicht ganz durchgeschaltet') verhalten sich ab 
einer bestimmten Ugs gerade umgekehrt (der wärmste FET bekommt noch mehr 
Strom...). Hier braucht's dann mindestens die R's in die Source des FETs. Da 
die Threshold-Spannung von MOSFETs mit ca. 3.5V viel grösser ist als die nur 
0.6V grosse Ube-Spannung von Bipolartransistoren und die Werte auch locker um
Faktor 2 streuen, benötigt man im Vergleich zu Bipolartransistoren recht grosse 
Widerstandwerte bei den Stromverteilungswiderständen und erhält damit recht 
grosse Verlustleistungen. Man sollte wenigstens die MOSFETs gut selektieren.
          +------+-- DD
          |      |
      +---(--+   |
      |   |  |   |
 GG --+--|I  +--|I
          |      |
          R      R
          |      |
          +------+-- SS

Um mit kleineren R´s und ohne Selektiererei auszukommen sollte man einen OpAmp 
(Achtung: Er muss trotz kapazitiver Last stabil bleiben, z.B. MC34072/LM6364/AD848 
oder 'per Hand' mit extra Kompensationskondensator C in der Rückkopplung) pro 
MOSFET spendieren, der den Spannungsabfall am Stromverteilungswiderstand 
dieses MOSFETs regelt:
                 +------------+-- DD
                 |            |
      +----------(-+          |
 GG --+-|+\      | +-|+\      |
        |  >-+--|I   |  >-+--|I
      +-|-/  C   | +-|-/  C   |
      +------+-R-+ +------+-R-+
                 R            R
                 |            |
                 +------------+-- SS


*-----
F.22.1. MOSFET Treiber

Zur richtigen Ansteuerung von PowerMOSFETs benötigt man 0..<20V und wenn 
man schnell umschalten will (und das will man, wenn man oft schaltet, denn beim
Umschaltvorgang entstehen die grössten Verluste) RICHTIG VIEL STROM (>1A). 
Die diskrete Schaltung ist eher aufwändig:
           +---+- +12V
          1k   |
           +--|<  BC337=2N4401
           |   |E
           |   +- MOSFET Gate
 BC547=    |   |E
 2N3904    +--|<  BC327=2N4403
 in --1k--|<   |
          E+---+- GND (Bezug MOSFET Source)

Daher gibt es MOSFET Treiber ICs wie den simplen MC34151/34152 von 
http://www.onsemi.com/ , den schnellen LTC1693 von http://www.linear.com/ 
bzw. TPS2811-15 von http://www.ti.com/ und mit Ladungspumpe 
IR2010/2011/2104/2111 von http://www.irf.com/ bis hin zu 30A 
Treibern IXDD430 von Ixys, und sogar optisch isolierte wie HPCL3120. Doch 
manche machen Probleme, insbesondere die ganz schnellen:

> HIP4080

Aus sci.electronics.design von Adam Seychell:

Has anyone here used this chip successfully? I'm designing
a high frequency PWM H-bridge using the HIP4080IAP MOSFET
driver (to provide +-3V output at 20 amps). After reading
all the application notes from Intersil they point out a
"shoot through" situation can occur when the the driver is
first powered up. They provide a circuit to fix this problem
(see http://www.intersil.com/data/TB/TB3/TB321/TB321.pdf )
It seems to me that this was a design fault in the driver
because the fix they describe is shown at ends of
application notes and is not included in the evaluation
board. Their explanation of the issue is very brief and I
was wondering if anyone who has used this chip before could
recommend what to do about a power up circuit.

Winfield Hill:

I have used the 4080A chip in several designs without any
problem at all with powerup.  Please notice that the TB321
was written for the 4080 and 4081 chips (old non-A versions,
don't buy them, are even they still available?).
Of course the 4080A with its separate HI and LO inputs gives
you the capability to externally cause trouble, but that's
your issue!  I would pay attention to the stuff in AN9404.
How are you planning to implement your H-bridge control?
I'm a really big fan of the 4080A and the 4081A, have used
them to 2MHz, and have often recommended them here on s.e.d. 
They're so hip.    :-)

Jim Stockton:

I have used it in the past and it worked well after sorting out some 
ground bounce issues. The then Harris fae Ivars was very helpful in 
taming the beast. I had to use a 33pf & 1 Ohm snubber from each output 
of H bridge to ground and added 1 Ohm resistors in series with BHS & AHS 
lines to controller. He had also suggested Toshiba Magnetics spike 
killer beads (AMO Beads?) on Source Leads on top Fets & on Drain leads 
of bottom Fets. I didn't need to use them though. Great part once 
circuit is tamed but in the mean time plan on buying a tube for 
development work. They arent very forgiving at high power levels.

*-----
F.23. Das KFZ-Bordnetz

Von: MaWin 11.8.2000

Häufig werden Fragen gestellt, wie man mit 'den 12 Volt' im Auto umgehen soll. 
Sei es, weil man ein Handyladegerät bauen oder einen PC im Auto betreiben 
möchte. Dabei hat ein Autoakku 8 Volt beim Anlassen, 12.6 Volt beim Rumstehen, 
14.4 Volt beim Fahren, kurzzeitig -100 Volt wenn ein Relais abfällt oder +100 
Volt wenn ein Kabel der Lichtmaschine einen Wackelkontakt hat.

Nur mal zur Verdeutlichung die Testimpulse, die ein KFZ-Bauteil nach ISO7637 
und DIN40839 aushalten muss:

Von: Thomas Rehm 26.6.2000

 Impuls 1: -100V, Anstiegszeit 1us, Dauer 2ms, Innenwiderstand 10 Ohm, 
 Wiederholrate 0,5 bis 5s, Prüfdauer 5000 Impulse.
 Impuls 2: +100V, ansonsten wie Impuls 1
 Impuls 3a und 3b: Impulspakete aus Impulsen mit -150V (3a) bzw. +100V (3b), 
 mit Anstiegszeit 5ns, Dauer 0,1us, Innenwiderstand 50 Ohm, Wiederholrate 
 100us, Paketdauer 10ms, Pause zwischen Paketen 90ms, 1 Stunde Prüfdauer.
 Impuls 4: -7V über 20 Sekunden
 Impuls 5: 40-400ms langer Puls von 40-100V mit 0.1-10ms Anstiegszeit, 
 Innenwiderstand 0.5-4Ohm

Alle im Auto eingebauten Schaltungen brauchen eine E1 EMV Zulassung nach 
EU Richtlinie 95/54/EG http://www.jur-abc.de/de/31300101.htm .

Achtung: Kommerzielle Geräte zum Anschluss an den Zigarettenanzünder 
die mit dem Hinweis 'nur bei ausgeschaltetem Motor betreiben' versehen sind 
haben KEINE Schutzmassnahmen und halten obige Testimpulse NICHT aus. 
So etwas ist natürlich in der Praxis unbrauchbar und grob fahrlässig. 
In einem Original Siemens KFZ Handyladeadapter befindet sich aber sehr 
wohl eine Schutzschaltung wie unten gezeigt.

Immerhin ist im Auto an Klemme 30 (meist rot) Dauerplus und an Klemme 15 
(meist schwarz) Plus über Zündung und Klemme 1 (meist braun) ist Masse. 

Für einfache Anwendungen reicht es oft, nur die Stromzufuhr gegen 
zerstörerische Spannungsspitzen abzublocken. Vom Autoakku über eine Sicherung 
(die brennt zum Schutz der Transil durch, wenn die Spannung länger ausserhalb 
des zulässigen Bereichs liegt, und muss ansonsten den Kurzschlussstrom des 
Spannungsreglers aushalten) und eine Drossel (47uH, die hemmt Nadelimpulse 
die wegen dem ESL vom Elko nicht geglättet werden und die der Spannungsregler 
nicht mehr ausregeln kann sondern glatt durchlassen würde) an einen an Masse 
geschalteten 14V Varistor (der ab 20 bis 30V schützt, ggf. S10K20 für -.10 von 
Pollin), oder eine Transil (leistungsstarke Z-Diode, intern anders aufgebaut) 
die verhindern für den Elko und Spannungsregler zu hohe Spannung). Von dort 
über eine (Schottky-) Diode, die verhindert, das der Elko von vorne entladen 
oder gar umgepolt wird, und so eine Chance hat, kurze Spannungsausfälle zu 
überbrücken, an den Eingangselko, hinter dem dann ein Linearregler (L49xx von 
http://www.st.com/ , LM2931 von http://www.national.com/ , er muss halt bei 
einer Eingangsspannung von 7.3V immer noch seine Ausgangsspannung liefern 
können, wenn das angeschlossenen Gerät auch beim Anlassen nicht ausgehen soll, 
ansonsten kann man von 10.5V ausgehen) oder Schaltregler angebracht wird. 
           2A              SB340      7805    +5V/1A
           1A    Drossel  1N4001     78M05    +5V/500mA
                                    +------+
 UBat --Sicherung--47uH--+--|>|--+--|Regler|--+-- 
                         |       |  +------+  |
             Transil P6KE22A 220uF/35V  |   100nF
                         |       |      |     |(siehe Spannungsregler-Datenblatt)
 Masse ------------------+-------+------+-----+--

Bei empfindlicheren Schaltungen sollte man auch die Ein- und Ausgänge schützen, 
damit sie beim Fremdstarten oder Schweissen nicht gleich kaputt geht. Um den
geschilderten Testimpulsen zu widerstehen tut es meist 
                       +-|>|- +5V
                       |
Eingang --10k--+--10k--+--| CMOS-Eingang
               |       |
              10nF     +-|<|- GND
               |
              GND

wobei die Eingangsschutzdioden des CMOS-ICs (oder eine 4V7 Z-Diode) meist
als Dioden ausreichen, ansonsten bietet sich die BAV99 an. Erst wenn nicht 
bloss 12V Schaltzustände, sondern mehr Strom (oder exakte Messwerte) über den 
Eingang hereinkommen sollen, wird es komplizierter.

  Micronas MAS9172

Von: Rafael Deliano 26.8.2000

 "Protection of HCMOS-Logic ICs in the Automotive Environment", Philips

Siehe im Datenblatt des LTC1435 von http://www.linear.com/ den Abschnitt 
"Automotive Considerations: Plugging into the Cigarette Lighter"

*-----
F.24. Schaltregler

Von: MaWin 11.8.2000

Anstelle von 50Hz Trafos und Linearreglern werden vermehrt Schaltregler in 
Netzteilen oder Spannungsreglern eingesetzt, die mit kleineren Spulen oder 
Trafos auskommen und weniger Verluste haben und daher ab irgendeiner 
Leistungsgrenze billiger (und wenn nicht billiger und kleiner, so zumindest 
leichter und kühler) sind.

Leider sind die Dinger auf der einen Seite schwer zu bauen, auf der anderen
Seite gehen sie gerne kaputt. Bei der Reparatur hat man das Problem, das
Netzteile primär an 230V~ hängen und auf 325V= gleichrichten. Ein 
Trenntrafo ist nützlich, damit man auf dieser Seite wenigstens messen kann.

Meistens sind Schaltnetzteile einfach zu reparieren. Der Starterwiderstand 
(so 50k auf Primärseite, durch ihn fliesst Strom zum Aufladen in einen kleinen
Elko auf der Primärseite aus dem der IC seine initiale Betriebsspannung bezieht) 
brennt gerne durch, worauf hin das Netzteil gar nicht anläuft. Der *kleine* 
Elko auf der Primärseite und die Siebelkos auf Sekundärseite verlieren gerne 
Kapazität, worauf hin man das Netzteil mehrmals ein-/ausschalten muss, bis es 
anläuft, oder schlechtes Regelverhalten zeigt. Eine Überspannung aus dem Netz 
zerstört gerne den Leistungstransistor auf Primärseite, meist hat der 
entstehende Kurzschluss dann den Strommesswiderstand am Emitter zerstört, 
die Sicherung ausgelöst und den SCK 'inrush current limiter' NTC beschädigt
und den Schaltregler-IC mitgenommen. http://www.ti.com/ "Off-Line SMPS Failure 
Modes" SLVA085.PDF .

Wer allerdings aus einem normalen PC-Schaltnetzteil den Lüfter ausbaut, weil
er meint, der Umbau der Transistoren und Dioden auf externe grössere Kühlkörper 
wäre ausreichend, vergisst, das auch die restlichen Bauteile, wie Elkos und 
Widerstände, in so einem Netzteil kostenoptimiert auf Zwangsbelüftung ausgelegt 
sind. So ein Netzteil hält dann keine 6 Monate durch:
http://www.ntalk.de/Dokumente/Ftp/Bilder/Netzteil1.jpg
http://www.ntalk.de/Dokumente/Ftp/Bilder/Netzteil2.jpg

Die Schaltpläne mit Spannungsangaben und Oszillogrammen befinden sich in den 
Datenblättern des verwendeten Steuer-ICs, und für den Selbstbau enthalten 
diese Datenblätter alle notwendigen Infos. Insbesondere AN19, AN25, AN30, 
AN66 und AN84 von http://www.linear.com/, die Simple Switcher von 
http://www.national.com/ und TOPSwitch von http://www.powerint.com/ AN120 von 
Philips oder VIPer und L4970/4980 von http://www.st.com/ haben ausführlichste 
Application Notes und Tipps zur Bauteilauswahl, aber es ist meist schwer, die 
vorgeschlagenen Bauteile zu bekommen. Nicht jeder Elko und nicht jede Spule 
ist für Schaltregler geeignet, 50Hz Netzgleichrichterdioden (1N4004) schon gar 
nicht. Wenn die Kiste nicht sofort abraucht, führen ungeeignete Bauteile zu 
verringerter Leistung oder zu höheren Störungen. Ohne 100MHz Oszilloskop 
kommt man denen nicht auf die Schliche. Bei hohen Leistungen scheinen sich 
CoolMOS/MDmesh als Schalter und SiC-Dioden ab 200V/100W/250kHz zu bewähren. 
Bei Spannungen ab 200V mag zwar eine UF4007 Diode nach Datenblatt 
ausreichen, sie hat aber eine viel zu hohe reverse recovery charge (Ladung, 
bei hohen Spannungen viel wichtiger als reverse recovery time, denn 
Coloumb x Frequenz = Strom, x Sperrspannung = Verlustleistung die wegen 
dieser Ladung irgendwo im Schaltregler verbraten wird. Eher HFA04TB60, 
8ETH06, MUR1620). Siehe AN849 des MAX1856.

Spulenberechnung für alle SMPS Topologien:

 http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps/smps.html
 http://power.thayer.dartmouth.edu/flybackXformer2d.html
 http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml
 http://www.coremaster.com/appnotes.htm

Hobbytaugliche Grundlagen für DC/DC-Wandler um 100 Watt

 http://www.sprut.de/electronic/switch/index.htm

Micrometals Designsoftware (für Reichelt Ringkerne -18 und -26)

 http://www.micrometals.com/software_index.html

Für Schaltregler braucht man Elkos mit hoher Wechselstrombelastbarkeit und
niedrigem ESR (Innenwiderstand). Bei http://www.rs-components.com/ und  
http://www.farnell.de/ sind solche Angaben wenigstens im Katalog aufgeführt, 
andere Versender haben meist gar nicht begriffen, das Angaben wie "Elko 
1000uF/16V" heutzutage nicht mehr ausreichen. Man sollte daher 105Grad 
Elkos aus geschlachteten Schaltnetzteilen und PC-Mainboards gut aufheben, 
und sich möglichst ihre Datenblätter wegen Wechselstrombelastbarkeit und 
ESR-Angaben aus dem Internet holen oder messen:

 http://clientes.netvisao.pt/greenpal/evb1.htm

Eine Spule soll (bei der Schaltfrequenz) die benötigte Induktivität aufweisen
ohne durch den Strom in Sättigung zu gehen (wobei sie ihre Induktivität
verlieren würde und der Strom rapide ansteigt, siehe C4 in Appendix C von AN25 
von http://www.linear.com/ ). Sie darf ausserdem nicht zu heiss werden. 
Optimalerweise in dem die Hälfte der Verluste im Kern und die andere Hälfte 
der Verluste im Draht auftritt, aber dieses Optimum ist nur selten zu erreichen. 
Ein Kern ist je nach Material nur bis zu bestimmten Frequenzen zu gebrauchen 
und hat bestimmte Grenzwerte, nämlich eine maximale Spannung/Windung und 
einen maximalen Strom*Windung, bei deren Überschreitung die Verluste zu sehr 
ansteigen (Sättigung, Eddy current Wirbelströme - hierher kommt die Erklärung 
warum bei einem Trafo die kleinste Wicklung nicht immer einfach nur eine 
Windung hat). In einem Trafo sind die Kernverluste abhängig von der Höhe der 
Eingangs(wechsel)spannung und deren Frequenz, und die Kupferverluste steigen 
quadratisch mit dem fliessenden Strom, also der Belastung.

Oszillogramm am Ausgangskondensator hinter der Spule:
    |         |    hoher Peak-Strom = Schaltzeit der Diode
    |         |
   /|        /|   horizontaler Versatz = ESR (effektiv bei Schaltfrequenz)
  / |       / |
 /   \     /   \  Schräge = Ripple = effektive Kapazität (bei Schaltfrequenz)
/     \   /     \    etwas überlagert mit Spannungsabfall durch Strom am ESR
       \ |       \     
        \|        \  abklingende Sinusschwingung = Klingeln auf Eigenresonanz
         | 
         | überstehende Nadeln = Streuinduktivität

Trafos in Flusswandlern brauchen einen möglichst verlustarmen, 'steifen' Kern 
mit hoher Permeabilität zur besten Kopplung der Wicklungen. 
Trafos in Sperrwandlern (Flyback) und Spulen in Buck (auch Ausgangsspule
Flusswandler) oder Boost-Reglern speichern die Energie im Kern, und dazu 
braucht der Kern einen Luftspalt. Man nimmt also entweder einen E-Kern oder 
Schalenkern oder den distributed Gap im Ringkern. In Ausgangsfiltern werden 
gerne Stabkerne verwendet, da der durch sie hindurchfliessende Strom ja 
möglichst sowieso Gleichstrom sein soll, und sie die Konstruktion von Spulen 
mit besonders geringer Wicklungskapazität erlauben (zwei Drähte parallel
aufwicklen, den zweiten danach wieder entfernen, dadurch Abstand der
Windungen), um Hf bestmöglich zu dämpfen.

 http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/snt/snt_deu/sntdeu6a.pdf

Fertige Spulen gibt es von Epcos, Coiltronics, Coilcraft, Talema, Pulse, Taijo 
Yuden. Für Simple Switcher ausgewählte Spulen gibt es bei http://www.farnell.de/ 
und http://www.darisus.de/ . Speicherkerne von der Stange sind für StepUp-Wandler 
gedacht, die mit einem DeltaB von ungefähr 0.3*Bmax gefahren werden. Bei mehr 
werden die Kernverluste größer und der Kern heißer.
Unbewickelte Ringkerne von http://www.amidoncorp.com/ und die "-18" und "-26" 
von http://www.micrometals.com/ gibt es bei http://www.reichelt.de/ , passende 
Datenblätter jeweils bei den Herstellern. 
Bei grösseren Leistungen nimmt man Ferrit E-Kerne von http://www.conrad.com/, 
vollständige Daten dafür bei http://www.tridelta.de/, Material MF198=N87 100kHz, 
MF196=N27 25kHz, direkt aufeinandergeklebt bei Koppeltrafos, mit Spalt bei 
Speicherspulen, veränderter Al-Wert im Datenblatt ablesbar.
Theoretisch müsste man für jeden Kern Grösse, Verluste und Preis ausrechnen, 
um den 'Besten' (nach Kosten, Effizienz oder Platzbedarf) zu ermitteln, aber 
mit Material 77 von Amidon für Koppeltrafos bis 100kHz, 26 von Micrometals für 
Speicherspulen bis 50kHz und 18 für Speicherspulen bis 500kHz liegt man nicht 
völlig daneben. Die ringkerntypisch hohe Temperaturabhängigkeit der Induktivität
stört beim Schaltregler nicht. Ein FT87-77 überträgt schon 20 Watt bei 20kHz, ein 
FT240-77 schafft maximal 1700 Watt bei 100kHz, gross genug sind sie also auch.
Bei Ferritkernen ist die Kopplung gut und man kann auf eine Seite die primäre 
und auf die andere Seite die sekundäre Wicklung aufbringen. Bei Eisenpulverkernen 
mit ihrem verteilten Luftspalt ist die Kopplung schlecht, so das man beide 
Wicklungen ineinander, also bifilar wickeln sollte, wenn man einen Trafo baut.

Ansonsten bleibt einem nichts anderes übrig, als Speicherspule eine Drossel, 
wie sie zur Entstörung von TRIAC Schaltungen angeboten werden zu nehmen 
und auszuprobieren. Oft ähneln sie dem Amidon Eisenpulver-Material 16, sind 
sie gelb mit weisser Seite dem Micrometals 26, und ein distributed air gap haben 
konstruktionsbedingt alle Eisenpulver Materialien. Die Maximalstromangabe 
dieser Spulen ist in RMS, das Material geht also erst bei mehr als dem 
1.4-fachem Strom in Sättigung. Allerdings sind diese Drosseln für höhere 
Spannungen ausgelegt (mehr Windungen um V/Wdg und damit Wirbelströme 
klein genug zu halten) und somit nicht für Niederspannungsregler (minimaler 
Drahtwiderstand) optimiert. 
Bis 50kHz sollten sie aber einsetzbar sein. Man kann sie auch neu wickeln.
Bisherige Windungsanzahl Nalt zählen und Al aus Induktivität Lalt berechnen 
Al = (Nalt^2) / Lalt, neue Windungsanzahl Nneu für die Sollinduktivität Lneu 
berechnen Nneu = sqrt( Lneu / Al ), und bedenken, das die Strombelastbarkeit 
Aneu = (Nalt^2 * Aalt) / (Nneu^2) ist.
Braucht man einen Koppeltrafo, nimmt man stromkompensierte Drosselspulen 
mit 2 Wicklungen, die haben einen hochpermeablen Ferritkern.
Möchte man die transformierte Primärspannung messen, darf man den Kern nicht 
in Sättigung fahren, ein 230V~ Trafo eignet sich also nicht, um unbelastet 
die Netzspannung messen zu können, aber 175V~  kommt zunehmend weniger raus, 
bis bei 230V~ je nach Qualität 10% im Kern verloren gehen. Man braucht also 
400V~ Trafos oder 2 230V~ Trafos in Reihe (sekundär auch in Reihe), oder
andersrum: Zur Spannungsmessung mehr Windungen/V wickeln als nach Datenblatt 
vorgeschlagen.

Im Allgemeinen stört es nicht, wenn der Kern eine grössere Induktivität (oder 
höhere Strombelastbarkeit) hat als berechnet, denn oft liegt die Induktivität 
bei Nennlast sowieso nur halb so hoch wie angegeben. Es verschiebt sich nur 
der Übergang vom kontinuierlichen Betrieb zum diskontinuierlichen Betrieb, in 
der Hoffnung, das der Regler in beiden Betriebsarten eine stabile Regelschleife 
hat. Aber MC34063 (AIC1563), 78S40 und TL497 sind so alt das das noch nicht gilt. 
Beim 78S40 und MC34063 berechnet man Ct (entgegen dem Datenblatt) so das die 
Spule massig Zeit hat sich in den Ausgang zu entladen (also off-Zeit festlegen). 
Die on-Zeit ist dann durch Ct so lang, das sie immer vorzeitig durch Erreichen 
der Strombegrenzung (Widerstand Rs also passend zum maximalen Spulenstrom
dimensionieren) abgebrochen wird. Die Induktivität ist also kleiner als 
das was sich nach Datenblatt als minimale Induktivität errechnet. Bei extrem 
überhöhter Induktivität  nimmt die Ausregelzeit des Schaltreglers zu. Eine zu 
kleine Induktivität oder ein Kern der sättigt führt dazu, das der Transistor 
vorzeitig wegen Überstrom abgeschaltet wird, wenn der Schaltregler eine 
Strombegrenzung hat. Dann führt das zu zu wenig Leistung. Oder sogar stirbt, 
wenn der Schaltregler keine Strombegrenzung hat. 

Manche Schaltregler (beispielsweise selbstoszillierende Push-Pull) verwenden 
aber auch absichtlich die Sättigung des Kernes, was zu höherer Strombelastung 
und potentiell Zerstörung der Transistoren führt, wenn man einen 'besseren' 
Kern nimmt oder eine nicht-passende Induktivität

Also berechnet man aus der angelegten maximalen Spannung die minimale 
Anzahl der Windungen (und nimmt bei Niederspannung eher mehr).
Wählt dann einen Kern mit dem passenden Al-Wert aus, um die benötigte 
Induktivität n*n*Al erreichen zu können. Da die üblichen Kernmaterialien einen 
viel zu hohen Al-Wert haben und somit schon bei viel zu niedrigen Strömen in 
Sättigung gehen, führt man einen Luftspalt ein oder nimmt Ringkerne mit 
'distributed air gap'. Eigentlich sind im Frequenzbereich der einfachen 
Schaltregler (<50kHz) alle Eisenpulver- und Ferritkerne geeignet. Richtig 
Gedanken muss man sich nur machen, wenn man den baulich kleinsten, effektivsten 
oder billigsten Kern haben will. Aber Bauweisen mit geringem Streufeld 
(Ringkern, Topfkern, Schalenkern) sind natürlich vorzuziehen. Entsprechend der 
Windungsanzahl und dem Platz dafür schaut man, welche Drahtstärke man verwenden 
kann. Dann rechnet man die Verluste im Draht (getrennt nach Gleichstromanteil 
und Wechselstromanteil in Schaltfrequenz, denn wegen des Skin-Effekts ist der 
Wechselstromwiderstand ja meist höher) aus und schaut nach, ob man mit dem Kern 
hinkommt oder den nächstgrösseren braucht.

Möchte man auf einem T80-18 eine 100uH/1A Spule selber bauen, guckt man 
nach dem Al-Wert des Kerns. Vorsicht: Der wird unterschiedlich in nH/Wdg, 
uH/100Wdg oder in mH/1000Wdg angegeben, in der Formel ist er in H/Wdg 
einzusetzen. Die notwendige Windungszahl N für eine Induktivität L ergibt sich 
aus N = sqrt(L/Al), beispielsweise bei Al=31nH/Wgd bekommt man 100uH durch 
sqrt(0.0001/0.000000031) = 57 Windungen. 

Ein Buch kann meist nicht schaden:

 Switchmode Power Supply Handbook, Billings, McGraw Hill, ISBN 0070067198
 Switching Power Supply Design, Pressman, McGraw Hill, ISBN 0070522367
 Schaltnetzteile. Konzepte, Bauelemente, Anwendungen; Hirschmann / Hauenstein;  
    ISBN 3-8009-1550-2
 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/SMPSRM-D.PDF Switchmode Power Supply 
    Reference Manual mit vielen Beispielschaltungen
 http://www.semiconductors.philips.com/ AN120 SMPS Overview
 http://www.st.com/ AN513 Topologies for Switched Mode Power Supplies.
 http://eu.st.com/stonline/products/support/smps/smps.htm
 http://www.ti.com/ Power Supply Design Considerations PDF 
 http://focus.ti.com/lit/ml/slup224/slup224.pdf

Kleinere Trafos bekommt man bereits, wenn man die Gleichspannung am Eingang
in eine höherfrequente Rechteckwechselspannung zerhackt, am einfachsten mit 2 
nicht überlappend angesteuerten gegensinnigen Wicklungen (TL494, SG3525),
und am Ausgang mit schnellen Dioden (UF4004) gleichrichtet (Delon oder Grätz
Gleichrichter). Das ist effizient, aber die Ausgangsspannung ist ungeregelt. Es
reicht z.B. für KFZ-Audio-Verstärker, in denen die nachfolgende Endstufe ja 
selbst als Spannungsregler der Ausgangsspannung zum Lautsprecher hin wirkt.
Die maximale Ausgangsleistung so eines Verstärkers ist dadurch natürlich
eingangsspannungsabhängig, was dumme Jungs mit dicken Stabilisierungselkos 
und Zuleitungskabeln teuer bekämpfen versuchen an statt einfach den nächst 
grösseren Verstärker zu nehmen.

Möchte man eine geregelte Ausgangsspannung, regelt man nicht am Ausgang 
mit zusätzlichen Verlusten, sondern natürlich besser eingangsseitig und kommt 
zum Flusswandler (forward converter): Eine Drossel am Ausgang des obigen 
Trafos, deren Induktivität im Verhältnis zur Schaltfrequenz hoch ist, dämpft 
dessen Wechselspannung in einen dezent steigenden und fallenden Strom, mit 
dem der Ausgangselko geladen wird, um die gewünschte Ausgangsspannung 
(von ca. der Hälfte der Sekundärwechselspannung des Trafos) zu erzeugen. 
Die tatsächliche Ausgangsspannung in Abhängigkeit von der Last wird dann 
durch das prozentuale AN/AUS Verhältnis der primären Wechselspannung 
geregelt. Fehlt der Trafo und ist der Eingang somit nicht galvanisch vom 
Ausgang getrennt nennt man ihn step down oder Buck Regler. Er kann die 
Eingangsspannung nur auf eine kleinere Ausgangsspannung reduzieren, 
macht das aber effektiver als ein Linearregler.

Besonders einfach ist der Buck Regler als Hystereseregler: Er schaltet
AN so lange die Ausgangsspannung zu klein ist, und AUS wenn die
Ausgangsspannung zu hoch wird. Da dessen AN-Zeit aber sehr lang sein 
kann, und der Strom durch die Spule in der Zeit besonders hoch ansteigt,
muss er eine für den Normalbetrieb überdimensionierte Spule haben. Daher 
ist die zu gross und teuer. Man nimmt lieber Regler mit begrenzter AN-Zeit 
oder einen der ausschaltet wenn der Spulenstrom einen beabsichtigten 
Maximalwert (unterhalb der Sättigung der Spule) erreicht. Dann dauert es 
halt etwas länger bis der Ausgang auf Spannung kommt, man hat aber im 
Normalbetrieb keine Nachteile. Dafür ist die Betriebsfrequenz etwas stabiler.

Sperrwandler (flyback converter): Prinzip Zündfunke: Die Spule wird aus der 
Spannungsquelle 'geladen', und wenn man die Spannungsquelle abschaltet, 
entsteht schlagartig eine EMK Spannung in entgegengesetzter Polarität, die 
über eine Diode sekundär in einen Ausgangselko geleitet wird. Bei jedem 
Puls wird ein klein wenig Energie (Joule) transportiert, man braucht einfach
genug Pulse, um die Ausgangslast zu versorgen.
Ein Sperrwandler mit einer Spule der nicht galvanisch trennt heisst step-up 
(Boost-Regler), ein Sperrwandler dessen Spule eine Anzapfung hat und der 
so die Ausgangsspannung noch ein wenig höher transformiert heisst 
boosted step-up und ein Sperrwandler mit Trafo, der Primärkreis und 
Sekundärkreis galvanisch trennt, heisst Flyback, hergeleitet vom Fernseher,
bei dem aus 130V auf die Art 1000V erzeugt werden, die man braucht, um die
Ablenkungsspule für den Rücklaufimpuls schnell genug umzusteuern. Da beim 
Sperrwandler die Spule nicht kontinuierlich genutzt wird, sondern nur die 
halbe Zeit aufgeladen und die halbe Zeit entladen wird und nur eine 
Magnetisierungsrichtung verwendet wird, lohnt sich dessen Einsatz nur unter 
100 Watt, darüber verwendet man besser andere Topologieen (Flusswandler) weil 
die zusätzlichen Transistoren dann billiger sind als ein dickerer Trafo. 

Buck-Boost: Invertierender Regler. Die einfachste Art, ohne Trafo eine 
Ausgangsspannung zu erhalten, die grösser und kleiner als die 
Eingangsspannung ist, da es in vielen Fällen nicht stört, wenn GND der 
Eingangsspannung nicht GND des Ausgangs ist. Ansonsten:

SEPIC: Uneffektive Abwandlung eines Buck-Reglers durch einen zusätzlichen
Kondensator im Strompfad, damit er sowohl step-up als auch step-down wandeln 
kann. Nimm lieber Buck-Boost oder Trafo, die brauchen eh weniger Bauteile. 
SEPIC lohnt nur manchmal, wenn man durch iohn einfache fertige Spulen statt 
eines speziell gewickelten Trafos verwenden kann.

voltage mode beim Flusswandler: Der Schaltregler regelt in Abhängigkeit von der 
Ausgangsspannung das AN/AUS Tastverhältnis beim NÄCHSTEN Impuls. Eine 
Sättigung der Spule wird durch eine festgelegte maximale Impulsdauer verhindert, 
aber ein zusätzlicher Überstromschutz ist notwendig wenn das Netzteil 
kurzschlussfest sein soll. 

voltage mode beim Sperrwandler arbeiten meist so, das sie die (durch konstante
Einschaltzeit in der Form festgelegten) Impulse komplett unterdrücken, so lange 
die Ausgangsspannung ausreichend hoch ist. 

current mode: Der Schaltregler regelt in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung 
den Spitzenstrom beim nächsten Impuls, dadurch eingebaute Überstromsicherung 
und Schutz vor Sättigung der Spule. Das Prinzip ist gut geeignet für Sperrwandler.

Snubber: Schaltet der Transistor den Strom durch eine Spule (auch ungewollt die 
Streuinduktivität der Zuleitung eines Trafos) aus, entsteht der bekannte 
'Zündfunke', dessen hohe Spannung den Schalttransistor gefährdet, wenn nichts 
dagegen getan wird. Hier leitet die Diode die Energie in einen Kondensataor C. 
Die in C aufgefangene Energie wird dann in einem Widerstand R verheizt. Ein 
guter Teil (Impulsanfang, C wirkt niederohmig) geht aber auch über C zurück in 
den Eingang, wird also effektiv recykelt. Diese Schaltung aus Diode und RC-Glied 
heisst Snubber:
 U --+--+-----+
     |  |     |
     R  C     S
     |  |     |
     +--+-|<|-+
              |
            -|<
              |

Angenommen die Spannung U beträgt 300V.
Angenommen der Strom I durch die Spule S beträgt max. 1A.
Angenommen die Streuinduktivität L beträgt 5uH (man misst sie, in dem man auf
Sekundärseite Kurzschlussbrücken statt Bauteile einsetzt, und die Impedanz 
der Primärwicklung misst).
Die in der Steuinduktivität reflektierte Energie ist dann 0.5*L*I*I = 2.5uJ
Angenommen der Sperrwandler arbeitet mit 100kHz. Dann gibt es 100000 mal 
pro Sekunde diese 2.5uJ, also 100000*0.0000025 = 0.25W
Wenn der Schalttransi maximal 400V aushält, darf die Spannung an RC nicht
über 100V steigen. Damit 0.25W bei 100V in R verbraten werden braucht man 
(100*100)/0.25=40000 Ohm. Die Zeitkonstante der RC-Kombination sollte das 
10 - 30 fache der Schaltfrequenz sein. Jene hat bei 100kHz eine Periode von 
10uS, also nehmen wir eine 20fache Zeitkonstante von 200us = R*C. Bei 
40k Ohm braucht man dazu 5nF. Überdimensionieren muss man nicht, da die 
Schaltung effizienter arbeitet als in dieser Berechnung zu Grunde gelegt.

Es gibt auch noch viele andere Snubber-Methoden. http://www.ti.com/ 
"Snubber Circuits" SLUP100.PDF wobei Patente für so etwas wie die 
Baker Clamp längst ausgelaufen sind, also heute nicht mehr stören. 
http://www.elektroniknet.de/topics/stromversorgung/fachthemen/2003/0001/index_b.htm

Die wohl billigsten Schaltregler-ICs sind die uralten TL497, uA/LM78S40 
und MC34063 (http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN920-D.PDF)
für Niederspannung, die alle auf Grund der niedrigen Schaltfrequenz leicht 
zu beherrschen sind und für die es Zweithersteller gibt. Leider erreicht man 
mit ihnen kaum über 75% Effektivität, vor allem bei step-down, da sie einen 
uneffektiven Darlington NPN Emitterfolger als Schalter haben, und damit 
eine recht hohe Schalt-Verlustspannung von ca. 2V. Man sollte sie eher in 
step-up einsetzen, oder von relativ hohen Spannungen runterregeln (ja, es 
gibt da auch noch die Schaltung mit dem externen PNP Transistor, aber 
wer will schon zusätzliche Bauteile spendieren, wenn man einfach andere 
ICs nehmen kann). Da sie die Eigenschaft haben, die Spannung durch 
Auslassen von Impulsen zu regeln, kann so ein Regler allerdings je nach 
Last pfeifen oder rauschen.

So sieht ein kommerzieller KFZ-Handyladeadapter aus, ohne jegliche 
Schutzbeschaltung (Betrieb also nicht bei laufendem Motor) und prompt 
fehldimensioniert (R1=0.5R, R2=5k1) so das das Handy wegen 
Überspannung und Überstrom abschaltete, richtig war R1=1.2R, R2=3k3
und an den Eingang sollte wenigstens 100uF/35V.
 12V -F1A-+-R1-+-+-+  +--+-09P-+---+----+-- Nokia 3210
         6|   1|7|8| 2|  |     |   |    |
         +-------------+ |    R2  560R  |
         | 3 MC34063  5|-)-----+   | 220uF/16V
         +-------------+ |K   1k  LED   |
          1nF      4|  1N5818  |   |K   |
 GND ------+--------+----+-----+---+----+-- GND

Als Ersatz für uneffiziente 7805/7812 an mehr als 12V/24V nimmt man so was wie 
den LM2675 (Platine im Datenblatt). Braucht man nur 0.5A, nimmt man besser den 
LM2671, weil ein Schaltregler den Strom in Impulsen aufnimmt, und bei dem 
kleineren dann die Impulse nicht so heftig sind. Reichen 200mA tuts der MAX639. 
Dadurch kommt man mit einer schwächeren Spule und einem kleinerern Elkos zum 
Filtern aus. Die Strombegrenzung ist bei diesen einfachen Reglern ja fest 
eingestellt und nicht durch einen externen Widerstand dimensionierbar. Also bei 
diesen AllInOne Reglern ohne Widerstand zum Einstellen der Strombegrenzung 
immer den gerade angemessenen Schaltregler-IC nehmen, die Berechnungssoftware 
sagt i.A. schon, welcher passt. Beim LT1173/1174 ist die Strombegrenzung 
einstellbar.

Einen Schaltregler mit einfach regelbaren Ausgang von 0-5V zeigt AN66 von 
http://www.linear.com/

Für Netzspannung gibt es die current mode controller UC384x/38C4x = LT124x 
(guter Nachfolger UCC3802 und NCP1200, noch kompakter und billiger ICE2Axxx
von Infineon) für Sperrwandler bzw. den voltage mode controller SG3525 für 
Flusswandler. Um aus einer oder zwei Batteriezellen eine konstante Spannung 
zu machen, gibt es TPS610xx, UCC3941 (TI), LT1073/1173/1300/1613 (Linear), 
MAX631 (Maxim) und andere. Der NCP1400 von http://www.onsemi.com/ geht gar 
bis 0.2V runter. Die beste Designsoftware hat ST (L5970/5971/5972) 
http://eu.st.com/stonline/products/support/smps/tools/tools.htm . 
MSCAD+SCAD berechnet die Schaltregler von http://www.linear.com/. 
Die für die bei den Versendern eher erhältlichen älteren Typen LM257x 
benötigte Simple Switcher V3.3 Software gibt es noch unter
http://www.national.com/appinfo/power/files/sms33.exe>

Gerade die Simple Switcher sind sehr einfach aufzubauen. Es reicht, die 
Bauelemente fliegend zu verdrahten, in dem die gekürzten Anschlussdrähte 
direkt zusammengelötet werden, mit dem GND-IC-Bein als Massepunkt 
und alle Bauteile sternförmig drumrum. Es wird funktionieren, wenn man 
die Schaltung nicht ohne eine Mindestlast entsprechend dem kleinsten im 
Berechnungsprogramm angegebenen Ausgangsstrom betreibt. Ohne 
Oszilloskop bekommt man keine bessere Schaltung hin. Nur mechanisch 
muss man sich überlegen, was die Bauteile hält, ohne das die 
Verbindungsdrähte zu lang werden. Lochrasterplatinen und Drähte unten 
umknicken funktionierte bei mir gut.

Nationals Simple Switcher Berechnungssoftware gibt wenigstens Vorschläge 
für Rc+Cc bei den Wandlern mit COMP-Anschluss an, die optimalen Bauteilwerte 
hängen aber von den Nebenwerten der anderen Bauteile und dem Layout ab. 
Nachmessen und Anpassen ist also für optimalen Wirkungsgrad, 
Ausregeleigenschaften und Störreduzierung notwendig. Bei 
http://www.linear.com/ braucht man ein Oszilloskop dafür, kann dann aber die 
besser ausregelnden LT107x, LT117x, LT1270 verwenden. Man braucht zum Messen 
aber eine (z.B. mit 100Hz) geschaltete Last:
 +12V --+------+     +-- Spannung für Last
        R    +---+   R Widerstand je nach Last
        +--+-|   |   |
        R  +-|555|--|I NMOSFET BUZ10 oder so
        +----|   |   |
        C    +---+   |
 GND  --+------+-----+--

Leiterplattenlayouttipps:

Siehe http://www.analog.com/ POWER_SECT8.PDF "Power supply noise reduction 
and filtering" und "Grounding techniques for regulator circuits"

Fertige einseitige Platinenlayouts im Datenblatt des MC34063 von 
http://www.onsemi.com/ und LM2671 von http://www.national.com/ 
AN711, AN776, AN1229 zeigen optimale Leiterplattenlayouts, 
gute Platinenlayouttipps am Beispiel MAX1636, MAX1771 in AN1031 von 
http://www.fairchildsemi.com/, im L4960 Datenblatt und in AN557 zum L4970 
und in AN1074 zum VIPer20 von http://www.st.com/.

 http://www.conrad.de/ 130228-as-01-de-pwm_schaltnetzteil.pdf
 http://www.conrad.de/ 510062-sp-01-en-SPS_1540_PFC_Schaltnetzteil.pdf (15V/40A)
 http://www.gb97816.homepage.t-online.de/ (Projekt Stromquelle 0-30V/0-60A/900W)

Galvanisch getrennte Schaltregler

 http://www.linear.com/ LT1425 (DesignNote DN158, AppNote AN30 Figure 31+33)
 http://www.national.com/ AN1095
 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8039-D.PDF (UC3842 forward)

Chips für simple primärgetaktete Schaltnetzteile kleiner Leistung:

 http://www.powerint.com/ TOPswitch/TinySwitch
 http://www.st.com/ VIPer/L6590
 http://www.semiconductors.philips.com/ Starplug/TEA152x
 http://www.infineon.com/ CoolSET
 http://www.onsemi.com/ MC33363/NCP1000
 http://www.irf.com/ IRIS40xx http://www.irf.com/technical-info/refdesigns/irismps4.pdf
 http://www.fairchild.com/ FSDHxxxx
 http://www.allegromicro.com/ STRG6653 quasiresonant

Wirkungsgrad von PC Netzteilen

 http://www.cepe.ethz.ch/download/projects/Bernard/sb_power_supply_full.pdf

Halogenlampentrafos

 http://www.eu.st.com/stonline/books/pdf/docs/3707.pdf

 http://www.tkpower.com/pdf/TK450AA.pdf (Anforderungen PC Schaltnetzteil)
 http://www.amdboard.com/psu_2.html (PC-Schaltnetzteiltestberichte)

*-----
F.24.1. KFZ 'Netzteile'

Eine der häufigsten Fragen in d.s.e ist, "wie mache ich aus 12V irgendwas im
Bereich von 16V bis 24V bei einigen Ampere", meist zur Versorgung des Laptops
im Auto, und ein Schaltregler (hier step-up) ist die Lösung. 80W mit UC3845
erzeugt diese Schaltung:
  +Vin                      ___                       +Vout
  --o-----------o-----------UUU---------o-->|---o----o-----
    |           |                       |       |    |
    | +   .----------.               ||-+       |    |
   ###    |   Vcc(7) |       ___     ||<-       |    |
   ---    |    Out(6)|------|___|----||-+       |    |
    |  .--|Ref(8)    |             ___  |       |    |
    |  |  |     CS(3)|----------o-|___|-o       |    |
    |  |  |   Comp(1)|--o---.   |       |      .-.   | +
    |  |  |          |  |   |   |       |      | |  ###
    | .-. |          | .-. ---  |       |      | |  ---
    | | | |  UC384x  | | | ---  |      .-.     '-'   |
    | | | |          | | |  |  ---     | | R5   |    |
    | '-' |          | '-'  |  ---     | |   .--o    |
    |  |  |          |  |   |   |      '-'   |  |    |
    |  o--|RC(4)FB(2)|--o---o---(-------(----' .-.   |
    |  |  |   GND(5) |          |       |      | |   |
    | --- '----------'          |       |      | |   |
    | ---       |               |       |      '-'   |
    |  |        |               |       |       |    |
  --o--o--------o---------------o-------o-------o----o-----
   GND            (Dieter Wiedmann)              GND

und als Step-Down geht es so:
    .--------------o-----------------------o-------o----o----------.
    |              |                       |       | +  |          |
    |              |                       -      ###  .-.         |
    |              |   (Dieter Wiedmann)   ^      ---  | |         |
    |              |                       |  ___  |   | | R7      |
    |              |                       o--UUU--o   '_'         |
    |        .----------.                  |       |    |          |
    |        |   Vcc(7) |               ||-+       |    |          o +
    |        |          |       ___     ||<-       |    |        max. Vin-1V
    |        |    Out(6)|------|___|----||-+       |    |    PNP   o -
    |     .--|Ref(8)    |             ___  |       |     >| BC557  |
  + o     |  |     CS(3)|----------o-|___|-o       |      |--.     |
 10-20V   |  |   Comp(1)|--o---.   |       |       |     /|  |     |
  - o     |  |          |  |   |   |       |       |    |    |     |
    |    .-. |          | .-.  |   |       |       |    |    |     |
    |    | | |  UC3843  | | | ---  |      .-.      '----(----o-----'
    |    | | |          | | | --- ---     | | R5        |
    |    '-' |          | '-'  |  ---     | |      .----o
    |     |  |          |  |   |   |      '-'      |    |
    |     o--|RC(4)FB(2)|--o---o---(-------(-------'   .-.
    |     |  |   GND(5) |          |       |           | | Ufb*(Vout-0.7)/R7
    |    --- '----------'          |       |           | |
    |    ---       |               |       |           '-'
    |     |        |               |       |            |
    '-----o--------o---------------o-------o------------'

Der Shunt R5 führt zu 10% Verlust, also vielleicht ein Stromwandlertrafo
oder einen OpAmp oder eine vorgespannte Diode auf dem Weg zu CS einbauen.
Wenn's einfach sein soll (aber wegen nicht festlegbarer Strombegrenzung 
kaum als Laptop-Netzteil geeignet), bietet sich bis 60W der teure LT1270 
bzw. LT1270A an (bei Elpro für 9.50 / 16 EUR, Datenblatt und 
Bauteil-Berechnungssoftware bei http://www.linear.com/).
 Bat --+-L-+--+-L1-+-|>|-+--+--+-- ca. 60 Watt
       |   |  |    |     |  |  |
       |   | +---------+ R1 |  |
      VDR C1 | LT1270x |-+  C2 Grundlast
       |   | +---------+ |  |  |
       |   |  |       |  R2 |  |
       |   |  +-Rc-Cc-+  |  |  |
       |   |  |          |  |  |
 GND --+---+--+----------+--+--+-- GND

Das Ding läuft bei mir problemlos auf Lochraster, sprengt aber billige Elkos.
Achtet beim Nachbau auf den benötigten niedrigen ESR-Wert der Elkos. 
Elpro hat 10A Speicherdrosseln mit 30uH, 68uH und 100uH für ca. 5 EUR. 
Spendiert aber eine KFZ-Schutzschaltung am Eingang, um den Regler vor 
dem verseuchten Bordnetz zu schützen (und das Radio vor'm Schaltregler). 
Um Rc/Cc an die verwendeten Bauteile und das Layout anpassen zu können, 
benötigt man ein Oszilloskop und eine geschaltete Last (Widerstand und 
PowerMOSFET an NE555) oder eine elektronische Last (deren Verhalten auch 
mit einem Oszilloskop vorher überprüft und Cx angepasst werden sollte).
Appendix B von AN25 von http://www.linear.com/ 
       Oszillator     elektronische Last
 12V -+------+         +----------R--+--o
      R1  +--)-R-+   Poti--|+\       |
      +---+-|+\  |     |   |  >-+-R-|I PowerMOSFET auf KK
      R2    |  >-+-|>|-)-+-|-/  Cx   | Last
      +-C-+-|-/  |     | +------+-R--+
      |   +--)-R-+     |           Shunt
 GND -+------+---------+-------------+--o

Für nicht-einstllbare Belastungen kann man auch 2 Widerstände nehmen und 
den einen von einem FET per Oszillator schalten lassen, dann muss nix 
angepasst werden, und die Flanken sind besser als jedes Netzteil regelt.

Für die positive und negative Versorgungsspannung von bis zu +/-35V/8A, 
die ein Verstärker im Auto benötigt, die aber ungeregelt sein kann, bietet sich 
der SG3525 oder TL494 Push-Pull IC an. Er arbeitet wie ein Wechselstromtrafo, 
kann ihn aber regeln und bietet Überstromschutz, ist also viel besser als ein 
NE555 und nicht viel teurer. Man lässt ihn mit 40-120kHz arbeiten. Verwendet
einen Ferritkerntrafo (Ringkern oder E-Kern).

 http://members.tripod.com/valveaudio/Membuatsendiri.htm
 http://sound.westhost.com/project89.htm

Wer gleich das PC-Netzteil ersetzen will, kann ein altes PC-Netzteil nehmen.
Vorher Schaltfrequenz messen, Topologie ermitteln (Flusswandler, Sperrwandler,
resonanter Wandler) und primäre Induktivität berechnen, die Sekundärseite so 
lassen, den Trafo abwicklen (Sekundärwindungen zählen), und den Primärteil für 
Ub=10-14.4V z.B. je nach Topologie mit einem UC3843A neu aufbauen (weniger
Windungen mit dickerem Draht). So sind wenigstens Bauteilauswahl und 
Layout der Sekundärseite geeignet, aber man wird wohl nur die Hälfte der alten 
Leistung herausholen können. Die war sowieso nicht so üppig wie es in der 
Werbung stand, denn auch bei PC-Schaltnetzteilen setzen sich PMPO-Angaben 
durch: Schaut vor dem PC-Schaltnetzteilkauf mal in das Original-Datenblatt vom
Hersteller (wenn er denn überhaupt ein informatives Datenblatt hat) und erkennt,
das die angeblichen 400 Watt gar nicht gleichzeitig entnommen werden dürfen,
sondern nur 280 Watt, und selbst diese 280 Watt nicht kontinuierlich geliefert
werden können, sondern manchmal nur 80 Watt (erkennbar an Angaben wie
12V mit 14A maximal, 4.6A nominal).

 http://www.richterfelix.de/, http://www.langescsikabel.de/ (470R sollten 47k sein)
 http://www.ph-cip.uni-koeln.de/~heeg/elektronik/kfznetz.html
 http://www.qrp4u.de/docs/de/powersupply/
 http://www.qrp4u.de/docs/de/smps_new/
 

http://www.qsl.net/yo5ofh/projects/13.8v_pc_ps/13_8%20v%20-%2015a%20from%20a%20pc%20power%20

supply.htm

Die ältere Lösung, einen 50Hz Rechteckoszillator (Multivibrator) mit zwei 
Transistoren zu bauen, und einen 2*12V->24V Trafo mit Brückengleichrichter 
anzuschliessen, klingt einfach aufzubauen (wenn man so einen blöden Trafo 
findet), ist aber schwerer und teurer. Für 230V~/50Hz gehen normale Trafos 
und da (unterbrechungsfreie Stromversorgung) ist diese Schaltung noch immer 
handelsüblich (Trapezwandler, nur 25% der Zeit ist der obere an, 25% der
untere und 50% keiner, damit die Spitzenspannung wie beim Sinus ist,
die mittlere Leistung auch wie beim Sinus, aber in den Pausen muss die
Blindstromkompensation stattfinden). 

Besser natürlich Sinuswandler wie AN8/AN35 von http://www.linear.com/ oder 
Reference Design PICREF-1 von http://www.microchip.com/ oder (rudimentärer) 
Appendix 7 aus 
http://www.worldbank.org/astae/quappv/ECN/AOS2131%20ECN%20Appendices.pdf

Dann kommt noch oft die Lösung mit dem ungeregelten Spannungsverdoppler 
aus Elkos und Dioden. Vergesst den, er hat einen schlechten Wirkungsgrad 
(elektrophysikalisches 'Paradoxon': verbindet man einen vollen mit einem leeren 
Elko, hat man im Endergebnis nur noch die halbe Energie - der Rest verpufft im 
Verbindungskabel) und die arg strapazierten Elkos gehen schnell kaputt.

 http://www.ent.ohiou.edu/~starzyk/network/Research/Papers/ChargePump.pdf

*-----
F.25. Motoren & Dimmer

Von: MaWin 11.11.2000

Oft wird gefragt, wie man einen Elektromotor in der Geschwindigkeit oder eine 
Glühlampe in der Helligkeit steuert (Dimmer).

 http://us.st.com/stonline/products/support/motor/tutorial/tutorial.htm

Bei beiden reicht es, die Betriebsspannung schnell (mit 50Hz bis 5kHz) ein- und 
auszuschalten, damit IM MITTEL die für die gewünschte Drehzahl oder Helligkeit 
notwendige Spannung geliefert wird. Das geht einfach mit einem Transistor oder 
MOSFET, der in diesem Schaltbetrieb nur geringe Verluste hat. Dafür bekommt 
der Motor bei geringen Drehzahlen mehr Drehmoment, wird aber auch heisser. 
Parallel zum Motor sollte eine Diode 'verpolt' angeordnet sein, um dessen 
Spannungsspitzen beim Abschalten abzufangen (Freilaufdiode). Bei Glühlampen
kann man sich die sparen, muss aber den 10 x höheren Einschaltstrom 
einkalkulieren und sollte bei Dimmern daran denken, das eine 230V~ Glühbirne 
beim Durchbrennen oft einen Kurzschluss produziert, weil der entstehende 
Metalldampf einen gut leitenden Lichtbogen ermöglicht. Die 16A Haussicherung 
reicht zum Schutz des TRIACs nicht aus, es sollte eine 2A flinke Sicherung 
dazu.

Diese Schaltung produziert so ein PWM-Signal, so das der Motor mit der 
Spannung an v (zwischen 1/3U und 2/3 U, z.B. über Poti) einstellbar ist. 
Bauteiledimensionierung je nach Motor.
 +----------------------+-----+-- +U
 R   +---R---+          |K    |
 +---+-|+\   |        Diode Motor
 R     |  >--+   IC     |A    |
 |   +-|-/   R          +--+--+
 +-C-+-------+---|+\       |
 |               |  >-Rv--|< T
 |         v ----|-/       |E oder S
 +-------------------------+-- GND

oder mit präziserer Einstellbarkeit
  +--------------------------------+-----+-- +U
  |           +------+--+          |     |
 47k          +-|+\ 47k |          |K    |
  |             |  >-+  |        Diode Motor
  |         +---|-/ 47k |          |A    | 
  +----|+\  | +------+ 22k   IC    |     |
  |    |  >-+ +-|-\ 10n |          +--+--+
 47k +-|-/  |   |  >-+--+--|+\        |
  |  +------+---|+/        |  >--Rv--|< T
  |                    v --|-/        |E oder S
  +-----------------------------------+-- GND

oder nur von 1% bis 99% regelbar
  +--100kPoti--1k--+----+-----+-- +
 1k     |          |    |     |
  |     |  +-----+ |  Motor   |
  +-|<|-+--|7   8|-+    |     |
  | 1N4148 |NE555|      +-|>|-+ Freilaufdiode
  +--------|2    |      |
  +--------|6 1 3|--1k-|< NPN (ggf. Darlington oder MOSFET)
  |        +-----+      |E
 47nF         |         |     (47nF für ca. 1kHz)
  +-----------+---------+-- Masse


 http://www.solorb.com/elect/solarcirc/pwm2/
 http://www.elv.de/ 60-146-18

Für den PC-Lüfter tut's diese Lüfterreglung, bei der der Motor aus ist wenn 
die Temperatur zu niedrig ist, er immer schneller wird, wenn die Temperatur 
steigt, und Vollgas läuft, wenn die sehr hoch ist (einstellbar über P1 und P2, 
C1/R5 bestimmt PWM-Frequenz, die eher 30Hz als 30kHz betragen sollte). Die 
Schaltung ist für 'echte' Motoren und nicht solche mit Elektronik ausgelegt,
obwohl viele Lüfter mit Elektronik dennoch damit laufen und regelbar sind.
Dir primitivsten Netzteile enthalten einen NTC (47 Ohm bei 25 GradC 3,6mm 
Scheibe) in Reihe mit einem 12V/0.27A Lüfter und werben dann mit 'with noise 
killer'.
 +----+---+----------+---+-- +12V
 |   NTC  |       1N4001 Lüfter  
R1    +---(-R6-+    A+-+-+
 |    +--|+\   |       | Irgendein OpAmp der mit 12V läuft
 |    |  |  >--+--R4--|I NPN oder MOSET Transistor >0.2A, kein Kühlkörper
 +----(--|-/   R5      | R4 bei NPN ca. 1k, bei MOSFET 100 Ohm
 +-R3-(---(-P2-+       | Anlauftemp Poti P1 Wert ca. NTC-Wert
R2    P1  |    | +     | R5/C1 PWM Frequenz
 |    |   |    C1      | R1=R2, z.B. 10k, R6 ca. 100 * NTC
 +----+---+----+-------+ R3+P2 ca. 10*R1, ca. 100k

Die einfachste (lineare) Lüferregelung besteht aus NTC und Transistor,
und ist auch problemlos für Lüfter mit Elektronik verwendbar:
  +---+-- +12V
  |   |
 NTC Luefter
  |   |
  +--|< BD135
  R   |E   
  +---+-- Masse

Je nach vorhandenen Bauteilen und gewünschter Temperaturcharakteristik 
(die man am Originallüfter mit einem Poti an Stelle des NTC ausprobieren 
kann) braucht man einen Transistor der den Strom des Lüfters aushält 
(meist 0.25A) und die dadurch entstehende Verlustleistung (so 2 Watt) 
loswerden kann, ohne zu heiss zu werden (also zumindest TO126 Gehäuse, 
besser TO220 wenn man ohne Kühlblech auskommen will), es bieten sich 
BD135 oder BD241 an. Der Widerstand R wird an den NTC angepasst. Mit ihm 
regelt man auch den Grunddurchsatz des Lüfters. Bei einem NTC um 10k hat 
R um 500 Ohm (einstellbar wird es z.B. mit einem 1kOhm Poti). Hat man 
einen NTC mit höherem Widerstand, verwendet man als Transistor einen 
Darlington-Typ wie TIP110 und bei R einen grösseren Wert.

Um gewisse Eigenschaften zu verändern, kann man nun zusätzliche Bauteile 
spendieren. Ein Z-Diode von z.B. 5V1 ergibt eine Mindestspannung für den 
Lüfter von 7V und somit eine gewisse Mindestdrehzahl, das schützt auch 
davor das man den Lüfter mit dem Poti ganz ausdreht:
  +---+-------- +12V
  |   |
 NTC Luefter
  |   |
  |   +-|<|-+ ZD5V1
  +--|<     |
  R   |E    |  
  +---+-----+-- Masse

Eine Z-Diode in Reihe zum NTC ergibt eine steilere Temperaturcharakteristik. 
Zum Ausgleich der niedrigeren Spannung am NTC muss man einen mit niedrigerem 
Widerstand bei 20 GradC nehmen, z.B. 4k7 bei 6V8 Z-Diode, oder stattdessen 
den Wert von R erhöhen wenn die Stromverstärkung des Transistors dafür 
ausreicht:
 ZD5V1/6V8/7V5/9V1
  +-|<|-+-- +12V
  |     |
 NTC Luefter
  |     |
  +----|< BD135
  R     |E
  +-----+-- Masse

Findet man eine Z-Diode von 6V8 optimal, kann man den NTC im PC-Netzteil 
gleich an +5V anschliessen:
 +5V   +12V
  |     |
 NTC Luefter
  |     |
  +----|< BD135
  R     |E
  +-----+-- Masse

Ein Widerstand am Transistor ergibt eine gewisse Drehzahlbelastungsregelung:
 ZD5V1/ZD6V8
  +-------+-- +12V
  |       |
 NTC   Luefter
  |       |
  +--2k2--+
  |       |
  +------|< BD135
  R       |E   
  +-------+-- Masse

Wahlweise kann man auch einen U2352B oder U6084 von Temic/Vishay verwenden, 
das ist dann etwas feiner. Schaltung siehe Datenblatt. Der BTS629 eignet sich 
gut für Drehzahlregelung bei Kleinbohrmaschinen, da ein Überstromschutz und 
Belastungsregelung mit drin ist. Glühlampen gehen bei ihm aber nicht ganz aus.

Bei Wechselstrom (Bohrmaschine) kann man Dimmer mit TRIACs für 
PhasenANschnitt verwenden:

 http://www.microchip.com/ Reference Design PICREF-4
 http://www.zilog.com/docs/z8/appnotes/powerph.pdf
 http://www.zilog.com/docs/z8/appnotes/dimmer.pdf
 http://www.onsemi.com/ UAA2016 Heizungsregelung
 http://www.onsemi.com/ TDA1085 Waschmaschinenmotorsteuerung
 

http://server.oersted.dtu.dk/personal/nni/ftp/Misc-Docs/Databooks/Introduction%20to%20Power%

20Semiconductors/ APPCHP6.PDF ist für TRIACs
 http://www.eu.necel.com/_pdf/U16498EE1V1AN00.PDF#search=%22triac%20quadrant%22 (Figure 4.2: 

direkte Stromversorgung, TRIAC-Ansteuerung und Nulldurchgangserkennung)

oder IGBTs für PhasenABschnitt (bei elektronischen Halogentrafos o.ä. 
kapazitiven Lasten):

 http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/3735.pdf
 http://www.conrad.de/ 190231-as-01-de-phasenabschnittsdimmer.pdf (ELV DI300)

http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/analogdimmer.htm sagt was zur 
Entstörung bei Phasenanschnitt: Zur Entstörung sollte in jeden Kanalabgang eine 
Ringkerndrossel mit Eisenpulverkern gehängt werden: Diese Induktivitäten dämpfen 
die Transienten beim Phasenanschnitt und verhindern so ein Brummen in der PA und 
ein Summen der Glühwendeln. Zur Einschätzung dieser Dämpfung wird bei 
kommerziellen Dimmern häufig die 'rise time' angegeben. Hierbei handelt es sich 
um die Zeit (in µs) in der der Strom nach dem Zünden des Triacs von 10% auf 90% 
ansteigt. Nach Umformen einer Differentialfunktion lässt sich die benötigte 
Induktivität berechnen durch L = (t*U)/(2.198*I) wobei 't' die risetime in [s], 
'U' die Spannung in [V] und 'I' der Strom in [A] ist. Eine Risetime von 300µs 
(ca.3mH@10A) ist schon schön - für hochempfindlichen Studioumgebungen werden 
sogar Dimmer mit Risetimes von 600µs verbaut. 

Wenn man beim Dimmer 'slow turn on' braucht, um den Anlaufstrom zu verringern
nimmt man den U2008/2010 oder diese einfache Schaltung (deren 'Turn-On 
Verzögerung' leider aber von der aktuellen Dimmeinstellung abhängt):
   o       230V~       o
   |                   |
   |     +-|>|-+-+-|<|-+
   |     |     C R     |
 Motor   +-|<|-+-+-|>|-+
   |     |             |
   +--R--+--Poti-+--C--+
   |             |     |
   |            DIAC   |
   |             |     |
   +-----------TRIAC---+

Zum Umschalten der Richtung muss man einen Gleichstrommotor M umpolen. Das 
geschieht mit einem doppelpoligen Umschalter oder Relais 2*um als Polwender 
       o-----+
 + --o/      |
       o-+   |
       o-+-M-+
 - --o/      |
       o-----+

oder einer Vollbrücke (H-bridge). Entweder mit fertigen ICs L293/298 
(http://www.st.com/), BA62x9 (Rohm), TLE420x  (Infineon), CS3701
(OnSemi) oder LT1162 (http://www.linear.com/) mit externen MOSFETs 
(siehe Datenblatt) oder (weniger Verluste) aus einzelnen Transistoren:
 +Ub  --+--+-----+-----+--+
        Rp |E    |     |E Rp
        +-|< PNP | PNP >|-+
        |  |     |     |  |
  v     R  +-|>|-+-|<|-+  R     h
  |     |  +---------+ +  |     |
  Rv    |  M       +-(-+  |     Rv
  |  NPN|  +-------+ +-+  |NPN  |
  +-Rb-|<  +-|<|-+-|>|-+  >|-Rb-+
  |    E|  |     |     |  |E    |
  |     +-|< NPN | NPN >|-+     |
  |    Rp  |E    |     |E Rp    |
  |     +--+-----+-----+--+     |
  |              |              |
  +-----|>|---+--)------|<|-----+ 
  |NPN     NPN|  |  
  >|-R- h     >|-+  Strombegrenzung als Kurzschlussschutz
 E| T8       E|  Rs (0.5V/Motorstrom)
  +-----------+--+--- Masse

Die beiden oberen Transistoren sind PNP-Typen, die anderen NPN. Die 4 Dioden 
D verhindern eine Überspannung an der Brücke beim Abschalten. Legt man an v 
eine Spannung von >2V (TTL-Signal), läuft der Motor M in die eine Richtung, 
legt man an h >2V läuft der Motor andersrum, legt man an beide >2V gehen die 
Transistoren kaputt :-) also Überlappungen vermeiden oder T8 einbauen.

Die unten angeordnete Schaltung aus Rs, dem NPN-Transistor und den beiden 
Dioden zu den Eingängen dient dem Kurzschlussschutz. Man kann sie ggf. 
weglassen und die Rv mit den Rb verschmelzen.

Bauteiledimensionierung je nach Betriebsspannung und Motorstrom. Ggf. 
Darlingtontransistoren für die 4 in der Brücke oder MOSFETs. Die mit Rp 
gekennzeichneten Widerstände verbessern das Ausschaltverhalten. Sie 
bilden bei MOSFETs einen Spannungsteiler mit dem verwendeten R um 
eine maximale Gate-Spannung von kleiner 20V zu erreichen, und können 
bei Bipolartransistoren entfallen wenn man die Brücke nicht schnell mit 
PWM schalten will. Ansonsten nimmt man bei bipolaren Transistoren 
Werte in der Grössenordnung der R. Anstelle der beiden äusseren 
Transistoren kann man auch Phototransistoren von Optokopplern 
verwenden, wenn man die Ansteuerung galvanisch trennen möchte. 
 +Ub -+--+---+---+---+--+
      Rp |E  |K  |K  |E Rp
  PNP +-|<   D   D   >|-+ PNP
      |  |   |A  |A  |  |
  v   R  +---+   +---+  R   h
  |A  |       \ /       |   |A
 LED |< Ph     X     Ph >| LED
  |   |E      / \      E|   |
  Rv  |  +---+-M-+---+  |   Rv
  |   |  |   |K  |K  |  |   |
 GND  +-|<   D   D   >|-+  GND
      Rp |E  |A  |A  |E Rp
 GND -+--+---+---+---+--+

Es kann sinnvoll sein, die 'langsameren' Transistoren (meist die oberen) nur
zur Drehrichtungsumkehr umzuschalten, und mit den anderen PWM zu machen.

Mit einer H-Brücke kann man den Motor auch bremsen und die Energie 
zurückgewinnen. Verringert man den PWM duty cycle wird der Motor schon 
langsamer, will man definierte Bremskraft, schaltet man einen Transistor 
und nutzt die Freilaufdiode eines anderen, um den Motor kurzzuschliessen, 
bis der benötigte Strom fliesst, dann öffnet der Transistor und der Strom 
aus der Induktivität des Motors wird über die andere Freilaufdiode in die 
Versorgungsspannung geleitet bis er unter den zur Bremskraft notwendigen 
Wert absinkt.

Bei Allstrommotoren, wie Märklin Modelleisenbahnmotoren, die statt dem 
Permanentmagneten einen Elektromagneten als Stator haben und somit für 
Gleich- und für Wechselstrom gleichermassen geeignet sind, aber nur halb 
so effektiv wie Permanentmagnetmotoren arbeiten weil die Statorspule natürlich 
auch Energie braucht, hilft umpolen nicht. Man darf entweder die Statorspule S 
nicht mit umpolen (a) oder man schliesst sie hinter einem Gleichrichter an (b). 
Bei Märklin reichen wegen der geteilten (doppelten) Statorspule 2 Dioden (c) 
aus.
  a       o-----+    b    o-----+-|>|-+    c    o---------+
 + --+--o/      |   + --o/      |     |   + --o/          |
     |    o-+   |         o-+---(-|>|-+         o-+-S-|<|-+
     S      +-M-+           +-M-+     S           +-M-----+
     |    o-+   |         o-+---(-|<|-+         o-+-S-|>|-+
 - --+--o/      |   - --o/      |     |   - --o/          |
          o-----+         o-----+-|<|-+         o---------+ 

Wer einfach nur Wechselstrom schalten will:

 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1048-D.PDF
 http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/applicationnotes/AN467_1.pdf (Philips 

51LPC-Microcontrollers & TRIACs easily connected)
 http://www.kemt.fei.tuke.sk/predmety/KEMT350_EP/_materialy/ch030.pdf 

(Leistungselektronik-Grundlagen)
 http://www.hoelscher-hi.de/hendrik/light/analogswitch.htm (der übliche MOC3041 an TRIAC)

http://www.atmel.com/atmel/acrobat/doc2508.pdf zeigt, wie man ohne Optokoppler
einem Microcontroller die Phasenlage des Wechelstromnetzes mitteilt, auch wenn
der Microcontroller potenzialgetrennt (über Trafo) angeschlossen wird. 
Allerdings kann man dann ebenso die Sekundärwicklung des Trafos verwenden, 
wenn nicht zufällig der zu steuernde Stromkreis an einer anderen Phase hängt.

Natürlich geht es auch mit einem Relais am Parallelport
          +--R---C--+ (Snubber, 1Ohm/V 2W Widerstand + 0.1uF/A X2 Kondensator)
          |         |
  230V~ o-+-Kontakt-+-o 230V~ zum Verbraucher
               :
           +-Spule-+-- +5V (oder wie viel das Relais benötigt)
           |       |
           +--|>|--+ (Freilaufdiode, 1N4148 oder 1N4001)
           |
 D0 --1k--|< (Transistor ausreichend für Relaisstrom, BC517 oder BC368)
           |E
         Masse

Die ganze Elektronik gibt es auch in einem ULN2003 (7 Stück) oder ULN2803 (8 Stück)

Die AN53 von http://www.linear.com/ enthält viel Interessantes: "Wie steuert 
man einen MOSFET an, wie baut man einen Kurzschlussschutz, wie berechnet man 
einen Shunt als Leiterbahn, wie steuert ein Notebook seinen Stromverbrauch". 
Wer mit MOSFETs schaltet, sollte die gelesen haben.

Wer einen Servo bauen will (Poti regelt Gleichstrommotor auf Position die ebenfalls
per Poti erfasst wird): MC33030 geht bis 1A, TLE4206 bis 0.8A. Eine Nachführung
eines Solarpanels geht mit 2 mitgedrehten Photodetektoren, von denen einer mehr 
beschienen wird wenn die Sonne weiter links steht. Am Morgen sollte es dann 
umgekehrt sein. LDRs sind in dieser Anwendung angenehm träge:
  +---+--+- +12V
  |   |  |
  R   R  | R mit ähnlichem Widerstandswert wie die LDR im Halblicht
  |   |  | OpAmp, leistungsstark genug fuer den Motor, z.B. L272
  +---)-|+\
  |   | |  >--12V_Gleichstrommotor-- Masse
  |   +-|-/
  |   |  |
 LDR LDR |
  |   |  |
  +---+--+- -12V


> Wie Drehstrommotor an Wechselstrom anschliessen ?

Man braucht einen Metallpapierkondensator von 47-80uF pro kW Motorleistung,
den man an die dünnste (hochohmigste) Wicklung und, je nach Drehrichtung, eine 
Zuleitung anschliesst. An die anderen Anschlüsse kommt die Wechselspannung. 
Das ist die Steinmetz-Schaltung. Motorenhersteller schreiben merkwürdigerweise
für's griechische mü ein grosses M. Beispielmotoraufschrift:

 ROT32.65-6-200D (Drehstrommotor für 4 Mikrofarad Motorkondensator)
 125V DB 50Hz 4MF (bei 125V DauerBetrieb bei 50'Hz erlaubt)
 220V AB 20% ED (bei 220V AussetzBetrieb mit max. 20% EinschaltDauer pro 10 Minuten)

*-----
F.25.1. Snubber

 --+--Schalter--+--Last--
   |            |
   +---R----C---+

Echte Relais, Halbleiterrelais und Nullspannungsschalter sollten eine 
RC-Kombination über dem Kontakt bekommen, damit dieser länger hält. Faustregel 
1Ohm/V und 0,1uF/A. Genauer gilt, das R so gross sein muss, das ein voll 
geladener Kondensator C beim Einschalten des TRIAC nicht dessen Maximalstrom 
überschreiten soll (8A TRIAC am 230V Netz (325V Spitze) also R minimal 325/8= 
41 Ohm). Der C soll, leider mit R als Spannungsteiler gegenüber der 
Quellimpedanz, (z.B. 230 Ohm bei 1A Last) schnelle Störimpulse auffangen und 
den Spannungsanstieg kleiner als dU/dt max laut Datenblatt des TRIAC halten. 
Beim Schalter oder Relais geht es um Unterdrückung von Funken. Da die 
Störquelle meist unbekannt ist, fehlen Zahlen zum ausrechnen. Bei 
Leuchtstofflampen mit konventionellem Vorschaltgerät (Drossel) ist der Snubber 
kritischer, da geht wegen der hohen Drosselinduktivität nur 10kOhm und 47-100nF, 
sonst wird das Stromnetz zum Schwingkreis. Bei geringer Leistung kann der R gar 
in Reihe (Vishay IL4108 Datenblatt) zum Verbraucher:
   +-----+--R--+--Last--o
   |     |     |        
 Triac  VDR    C      230V
   |     |     |        
   +-----+-----+--------o

Man kann auch einen VDR verwenden, aber achtet auf deren Bezeichnung: Beim 
für 230V passenden VDR-0.6 270V von Reichelt bedeutet die 270, das er ab 270V 
Wechselspannung anfängt zu begrenzen und dem angeschlossenen Gerät nie mehr 
als 430V Spitzenspannung zumutet. Ein VDR verhindert so Überspannung, er 
verringert aber im Gegensatz zum RC-Glied nicht die Flankensteilheit, wirkt 
also nicht EMV entstörend.

 http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN1048-D.PDF

*-----
F.25.2. Entstörung von Relais am Mikocontroller

Relais benötigen unbedingt eine Freilaufdiode, denn da sich bei einer Spule 
der Stromfluss nicht plötzlich ändern kann, will beim Abschalten der 
Spulenstrom weiterfliessen, und dazu steigt die Spannung des Spulenanschluss 
am Schalttransistor schlagartig bis der Strom einen Weg gefunden hat (Prinzip 
Zündfunke). Für diesen Strom bahnt die Freilaufdiode einen Weg, so das die
Spannung nur bis zur Betriebsspannung steigt und nicht darüber hinaus.
Die in der Induktivität der Relaisspule gespeicherte Energie wird dadurch 
zurück transportiert, und die Betriebsspannungsquelle muss diese aufnahmen 
können. Ein Spannungsreglerausgang kann das nicht, die Versorgungsspannung 
würde ansteigen wenn die Schaltung sonst nicht viel Strom braucht. Daher 
werden Relais direkt am Siebelko, noch vor dem Spannungsregler angeschlossen 
(also 9V Trafo, 12V Relais, 7805 für 5V). Wegen der höheren zu schaltenden 
Spannung kann man das Relais nicht direkt an einen uC Ausgang anschliessen, 
sondern benötigt einen Schalttransistor (NPN wie BC338 über 220R wenn der uC 
bei HI ca. 1/20tel des Relaisspulenstroms liefern kann, ansonsten z.B. bei 
uC der 8051er Reihe NPN-Darlington wie BC517 über 2k2, NMOSFET wie BS170, 
oder IC wie ULN2003 mit eingebauten Dioden).
                                    Freilaufdiode
                                     +---|<|----+
             +12V +------------------+--Relais--+
                  |      +----+                 |
  +--+---|>|-+----+---+--|7805|--+----+ VCC     |
  o  | +-|>|-+  + |   |  +-+--+  |  +-+--+      |  
 9V~ | |        Elko 100n  |   100n | uC |--R--|< Schalttransistor
  o  +-(-|<|-+  - |   |    |     |  +-+--+      |E
  +----+-|<|-+----+---+----+-----+----+ GND     |
    Gleichrichter |                             |
                  +-----------------------------+ Masseleitung

Die Masseleitungen (aus dem 5V Teil und von den Relais bzw Masse und Plus des 
ULN2x03) lässt man erst am Siebelko zusammenlaufen, dann sollte sich der uC 
nicht durch schaltende Relais (ohne angeschlossene Last) aus dem Tritt bringen 
lassen. Der im vorigen Kapitel genannte Snubber am Relaiskontakt hilft dann, 
wenn die Schaltung bei angeschlossener Last zu spinnen anfängt. Ein räumlicher 
Abstand zwischen uC und Relais ergibt sich wegen der 230V Isolationsabstände 
meist eh von selbst. 

Da der Spulenstrom nach dem Abschalten des Transistors noch ein bischen 
länger durch die Freilaufdiode fliesst, bleibt das Relais noch ein paar 
Millisekunden angezogen. Wünscht man ein schnelleres Abschalten, nimmt man 
eine Z-Diode parallel zum Schalttransistor, die erst so bei doppelter 
Betreibsspannung, zumindest aber unterhalb der Maximalspannung des 
Transistors, leitet. Dann klingt der Stromfluss schneller ab, das Relais 
geht schneller aus. 
     |
   Relais 
     +-Z<|-+  Z-Diode nach Masse statt Freilaufdiode nach Plus
  --|<     |
     |E    |
  ---+-----+

Muss die Betriebsspannung der Relais aus einem Spannungsregler bezogen werden, 
schliesst man einen Elko (pro Relais 1uF) über eine Diode (passend zum 
Gesamtstrombedarf der Relais, eher eine schnelle Diode wie BA158 als eine 50Hz 
Diode wie 1N4001) an den Spannungsregler an und bezieht die Relaisspannung von 
dort. Der Elko nimmt dann beim Abschalten des Relais die Energie auf ohne das
die Spannung zu stark steigt.
         Diode (verhindert Rückstrom von Relais in Stromversorgung)
 + ---+---|>|--+-----+-----+
      |      Elko  Relais  |
  +---+---+    |     +-|>|-+ Freilaufdiode (oder Z-Diode nach Masse wie oben)
  |  uC   |----(----|<
  +---+---+    |     |E
 - ---+--------+-----+

Bei den älteren AT90S Atmel AVRs hilft das alles manchmal trotzdem nicht, dann 
muss man auf die neueren ATmega/ATtiny zurückgreifen.
In verseuchter Umgebung sollte man auch an einen Watchdog denken. Hängt sich der 
uC dann mal auf, dann kommt er wenigstens von alleine wieder auf die Füsse. In 
einigen Anwendungen fällt es nicht mal auf, das er einige Millisekunden mit 
einem Reset beschäftig war.

*-----
F.26. Roboter

Nachdem es noch keine de.sci.roboter gibt, posten viele Leute Fragen zum
Roboterbau in d.s.e. Zur Mechanik kann man nur eines sagen: Nehmt ein
fertiges funkgesteuertes Modellauto ! Damit werden alle Beschaffungsprobleme 
für Motoren, Getriebe und Mechanik kostengünstig erschlagen und die 
Ansteuerung (Modellbauservoimpulse) ist auch sehr einfach.
Zwischen Fernsteuerempfänger und Servos kommt dann ein Microcontroller,
dadurch gibt's die Funkverbindung zum Roboter auch noch umsonst.
Der uC sollte, ebenso wie es die Fernsteuerung macht, die Servoimpulse
nacheinander erzeugen, damit nicht alle Servos zur selben Zeit Strom ziehen, 
und gut entstört muss der uC auch sein (siehe F.23. Das KFZ-Bordnetz).
Zudem ist die Lenkung viel interessanter als die 'Panzersteuerung' der
üblichen tonnenförmigen Roboter und schneller sind die Teile auch noch.
DANACH könnt ihr euch um Sensoren, Algorithmen, Greifarme etc. kümmern,
und scheitert nicht wie so viele schon an der Beschaffung eines GETRIEBES.
Notfalls für 40 EUR den fertigen Emiglio-Roboter aus dem Spielwarenladen.

 http://www.roboterwelt.de/
 http://www.robotics.com/
 http://www.elektronikladen.de/bu-robo.html
 http://www.seattlerobotics.org/ 
 http://www.rdrop.com/users/marvin
 http://www.parallaxinc.com/ rob_v1_2.pdf
 http://joinme.net/robotwise/
 http://www.fzi.de/ipt/WMC/walking_machines_katalog/walking_machines_katalog.html
 http://www1.iff.fhg.de/iff/aut/projects/schreit/katharina.html
 http://www.elektronik-projekt.de/ 
 http://www.electronicsplanet.ch/
 http://www.uni-kassel.de/~giere/linkindex.shtml
 http://www.lynxmotion.com/
 http://www.segway.com/
 http://www.tlb.org/scooter.html 

Und wenn die Elektronik euer Problem ist: Mit dem Handy-Board wurden schon
tausende von Robotern erfolgreich ausgerüstet, es sollte also auch für euch
geeignet sein, zumal die Software (C-Interpreter) umsonst beiliegt. Auch 
fertige Platinen sind davon erhältlich. 

 http://lcs.www.media.mit.edu/groups/el/projects/handy-board/index.html.
 http://handyboard.com/

*-----
F.27. Oszilloskop

Ein nützliches Messgerät in der Elektronik ist ein Oszilloskop (Oszi, Scope), 
GERADE wenn man erst die Grundlagen der Elektronik erlernt, weil es einem 
zeitliche Signalverläufe sichtbar machen kann. Bedienung:

 http://www.pmf.fh-goettingen.de/lehrgebiete/elektrotechnik/_private/get_v2_oszilloskop.pdf

Leider sind Oszis teuer. Die klassische Frage eines Hobbyisten lautet:
"Welches ist erschwinglich und universell", aber das ist die falsche 
Fragestellung. Man frage sich besser nach konkreten Messaufgaben (und wenn 
man noch keine hat braucht man noch kein Messgerät), und suche dann das 
Messgerät, welches die Messaufgabe zum günstigsten Preis ausreichend 
erledigt. Wenn man Pech hat, reicht nicht mal das teuerste :-) Bei 
Oszilloskopen gibt es vier Möglichkeiten:

a) ein einfaches Oszilloskop für <500 EUR neu kaufen, wie Hameg oder LG

Das russische 6MHz Einkanal-Gerät 470155 von http://www.conrad.de/ für 
100 EUR (im Ramschverkauf auch mal nur 50 EUR) ist zwar besser als gar 
keins, aber normalerweise greift man für 250 EUR zum 20MHz 2-Kanal Gerät
(CS-4128 von http://www.pollin.com/, oder Hameg, LG, EZ-DIGITAL, auch 
einiges bei http://www.efb-online.de/ ).
Denn es gilt: Je besser, je teurer, und Eigenschaften wie 2 Kanäle (erlaubt
Vergleiche), Delay, zweite Zeitbasis, höhere Nachbeschleunigungsspannung 
oder höhere Bandbreite möchte man nicht mehr missen, wenn man sie erst 
mal kennengelernt hat. Der Profi verwendet sicherlich nichts mit weniger als 
100MHz, oder gleich ein Digitalscope von Tektronix und Gould.

Wenn man sich fragt, wie die eine A/D-Wandlung mit 1Gsps hinbekommen: 
Gar nicht. Bei Tektronix TDS1002, 1012, 2002, 2012, 2014, 2022 und 2024 und 
Fluke ScopeMeter Serie 190 wird das Signal erst mal in einen CCD analogen 
Eimerkettenspeicher eingelesen, also sozusagen tausendfaches analoges 
sample&hold, und dann gemächlich durch einen A/D-Wandler geschickt. 
Dadurch sieht man ein gewisses Grundrauschen der analogen CCD. Das 
entfällt erst bei viel teureren Geräten (Gould) mit mehreren zeitversetzten
Flash-A/D-Wandlern.

 http://www.tek.com/Measurement/App_Notes/XYZs/deu/03G_8605_2.pdf

b) ein gebrauchtes Oszilloskop 

Bei http://www.ebay.de/ gibt es manchmal echte Schnäppchen, aber man sollte
den Preis eines entsprechenden Neugeräts kennen und die Beschreibung
aufmerksam lesen, denn viele sind kaputt (war leider keine Steckdose da...).
Per Annonce http://www.dhd.de/ kann man sich das Gerät wenigstens vorher 
ansehen bevor man dafür Geld bietet. Gebrauchtgerätehändlern 

 http://www.rainer-foertig.de/ 
 http://www.kraus-elektronik.de/
 http://www.helmut-singer.de/
 http://www.instrumex.de/

geben zumindest ein gewisse Funktionsgarantie, die sind aber nicht billig.
Wenn aber ein altes Gerät kaputt geht, was urplötzlich passieren kann, bekommt 
man kaum noch Ersatzteile, oder vielleicht nur sehr teuer.
Hameg und LG lassen sich meist leicht reparieren weil sie überwiegend aus 
Standardbauteilen bestehen, Tektronix und Philips sind wegen Spezialbauteilen 
(Nuvistoren, Hybridschaltungen) oft unreparabel.

Von: TekMan

> Die Schaltungsunterlagen zu den P6460 Data Probes habe ich mir 
> schon mal angesehen und musste feststellen, das man diesen Typ nicht 
> nachbauen kann, weil da ein Tektronix-IC darauf ist, das wahrscheinlich 
> richtig teuer ist.

Der Preis ist nicht so sehr das Problem. Das IC ist schlichterdings
nicht lieferbar, da Tektronix den Support dafür eingestellt hat und es
nicht mehr produziert. Die IC Division ist schon vor Jahren an Maxim
verkauft worden, und Maxim hat die Produktion der Tek ICs nicht weiter
verfolgt, da die Stückzahlen (nach Maxim-Massstäben) nicht gross
genug sind. Soviel zum Thema 'Support eines Markenherstellers'.

c) einen Vorsatz für den PC kaufen, um dadurch ein Oszi zu ersetzen

Klingt wie eine preiswerte Variante, schliesslich sparen die Hersteller dabei
Gehäuse, Netzteil, Bildschirm und Bedienknöpfe ein, sie sind aber in 
Wirklichkeit viel teurer als vergleichbare Analoggeräte. Warum ? Weil ein sps 
(Sample/Sekunde) nicht mit einem Hz (Hertz) vergleichbar ist, ein 20Msps 
Digitalscope ist eben NICHT mit einem 20MHz Analoggerät vergleichbar, da 
braucht es schon 200Msps für (die 10-fache Abtastrate), OBWOHL manche 
Werbung da gerne rumlügt (aber z.B. Tektronix nennt ehrlichere Angaben). 
Das Shannon'sche Abtastheorem hin oder her (für eine Erklärung siehe Elrad 
12/97). Digitale Scopes wie Conrads 129208 sind also immer noch recht teuer.
PC-Einsteckkarten kann man zu dem wegschmeissen, wenn das nächste 
Betriebssystem kommt oder der nächste PC (der dann keine ISA-Slots mehr 
hat :-( ). Allerdings können Digitalgeräte auch als Speicheroszilloskop 
arbeiten und damit langsame Vorgänge aufzeichnen, so das die Kombination 
schnelles Analoges + im Vergleich langsames Digitales sehr praxisorientiert 
ist.

d) und die Soundkarte ?

Es gibt eine Reihe von Programmen, die die Soundkarte verwenden, aber 
die unterliegen natürlich alle den Rahmenbedingungen der Soundkarte:
Sie kann keine Gleichspannungsanteile darstellen (im Prinzip wegen dem
Koppelkondensator, aber der wurde natürlich schon lange auf den Chip als 
SC Filter integriert), sie kann nur 44000 samples/Sekunde, ist also effektiv
nur als Oszilloskop von 40Hz bis 4kHz einsetzbar, und der A/D-Wandler
ist kein Messwandler: Drift, absolute Genauigkeit und missing codes sind 
bei Audio ziemlich egal. Aber: Wer sich als Anfänger gar kein Oszi leisten 
kann, der kann ja dafür sorgen, das seine Experimente nur in diesem 
Frequenzbereich stattfinden, und wenn man nur den Kurvenverlauf und 
gar nicht eine absolute Genauigkeit braucht, ist der PC-Oszi eine billige 
Möglichkeit. Und eine hochqualitative 24 bit, 192ksps Soundkarte kann 
schon einen Audiomessplatz abgeben. Aber Achtung: Es kann sein, das 
die beiden Eingangskanäle nicht zur selben Zeit sampeln, sondern 
nacheinander. Deswegen sind Korrelationsrechnungen mit Vorsicht zu 
geniessen.

 http://www.muenster.de/~welp/sb.htm
 http://www.audiotester.de/ http://www.sumuller.de/audiotester/

Die 'USB Oszilloskope' sind mit ihren 200ksps und gleichstromgekoppeltem
(aber selten mit Eingangsvorteiler ausgestattetem) Eingang ein winzig kleines 
bischen besser (und genauer) als Soundkarten, eignen sich aber auch nur für 
den Audiobereich bis 20kHz. Leider ist die Software proprietärer Scheiss, so 
das einem ein Soundkartenoszilloskop letztlich wohl doch mehr Freude macht, 
zu mal die USB-Oszilloskope für den einen Chip innendrin masslos überteuert 
sind.

Und nein, von Taschenoszilloskopen (Fluke, Wilke, GBDSO) reden wir hier 
gar nicht, die sind vielleicht witzig, aber letztlich rausgeschmissenes Geld.

Oszi-Tastköpfe:

Normale (1:1) Tastkopfkabel sind NICHT an die Impedanz des Kabels bzw. 
des Oszilloskops angepasst und haben deswegen einen Widerstandsdraht 
im Koaxialkabel um die Reflexion ausreichend zu dämpfen. Für die meisten 
Messungen reichen die gekauften Tastköpfe (die leider teuer sind, obwohl 
sowohl TesTec als auch EldiTest nur die allerbilligsten Alligatorclips 
verwenden, soviel zur deutschen Qualität), aber wenn man wirklich gute 
Messungen machen möchte, muss man sich seinen Tastkopf selber bauen:

 1:1 (1MOhm 150pF) -> nur für NF Kram brauchbar
 10:1 (10MOhm 8pF) -> bis einige 10 MHz brauchbar
 21:1 (1050Ohm, < 1pF) -> der berühmte hier diskutierte passive Tastkopf,
bei richtigem Aufbau bis mehrere GHz brauchbar
 FET-Tastkopf (100kOhm 2pF) -> auch bis recht hohe Frequenzen
brauchbar, aber nicht ganz so weit wie der passive 1k Tastkopf (so sagt es
zumindest der "Papst" Howard Johnson)

Oszitastkopf selber bauen

 http://emcesd.com/1ghzprob.htm
 http://www.oliverbetz.de/
 http://www.signalintegrity.com/Pubs/straight/probes.htm

nicht ganz perfekter Bauvorschlag. Fragt Mathias Guenther

 http://www.bitscope.com/ (100Msps Oszi+LogicAnalyzer)
 ftp://ftp.circuitcellar.com/pub/Circuit_Cellar/1998/Issue_97/bitscope.zip (JEDEC-Datei des 

ispLSI1016)
 http://www.chocbar.demon.co.uk/
 http://www.alternatezone.com/electronics/dsoamk3.htm 20Msps mit TDA8703

Einfachvariante:

 http://home.planet.nl/~m.f.hajer/scope2k.htm
 http://www.rotgradpsi.de/mc/ (20Msps)
 http://www.ziegler.desaign.de/readplus.htm (GBDSO)
 http://www.eix.co.uk/Ethernet/USB/

Fertiggeräte:

 http://www.arina-systems.de/
 http://www.picotech.com/
 http://www.conrad.de/

Und wenn das Oszilloskop keinen 'Komponententester' enthält, baut man sich
halt einen aus einem 12V/50mA Kleintrafo, anstatt dafür Geld auszugeben:

 http://www.elexs.de/oszi3.htm
         +--+-- X
    o--+ |  K      (zu testende Komponente)
 230V~ S:S  +--GND
    o--+ | 10k
         +--+-- Y

> Ich würde gerne einen Fernseher als Oszilloskop verwenden.
> Gibt es eine Möglichkeit sowas zu realisieren?

Von: Michael Koch

Klar geht das, aber ob es sich lohnt ist eine andere Frage.
Hab das vor 20 Jahren auch mal gemacht. 
Du brauchst zwei Ablenkspulen-Sätze. Einer verbleibt an der 
Bildröhre, da wird ein Stereo-NF-Verstärker angeschlossen.
(das begrenzt natürlich die Ablenkfrequenzen auf NF)
Der andere Spulensatz wird irgendwo weiter weg gelegt und an
die Fernseher-Elektronik angeschlossen. Das ist notwendig,
weil sonst die Hochspannungs-Erzeugung nicht mehr geht.
Problem der Sache: Die dynamische Focussierung geht so
natürlich nicht mehr, der Strahl ist unscharf.

http://www.dansworkshop.com/Homebuilt%20oscilloscope.shtml

verschiedene Messgeräte:
http://www.lug-kiel.de/links/details/measure.html

Spektrumanalyzer: http://www.geocities.com/hagtronics/pna.html 
http://www.holmea.demon.co.uk/SpecAnHtml/SpecAn.htm
http://www.circuitcellar.com/library/print/0406/Armitage-189/index.htm

Noch einer als Bausatz: http://www.science-workshop.com/

Logicanalyzer: http://alternatezone.com/electronics/pcla.htm
http://www.freepcb.com/eebit/

Sinusgenerator: http://seti.harvard.edu/synth/index.html

*-----
F.28. Drehstrom

Drehrichtungsanzeige
                            ZD39V500mW
                          +----|<|----+
                          |           |G  LED
 L1 --100mAT--15k5W--|>|--+--|>|--+--|>|--|>|--+
                      4 * 1N4007  | 2*TIC126N  +-- N
 L2 --100mAT--15k5W--|>|--+--|>|--+--|>|--|>|--+
                          |           |G  LED
                          +----|<|----+
                            ZD39V500mW

Hagen Jakubaschk hat mal im "Der praktische Funkamateur", Heft 28, 1962, 
folgendes veröffentlicht, funktioniert ohne Mikrocontroller !  
                          L1>L2>L3
                   +-----Glimmlampe------+
                   |                     |
     +--50nF--40k--+--75k--+--40k--50nF--+--75k--+
     |                     |                     |
 L1--+                     +--L3                 +--L2
     |                     |                     |
     +--75k--+--50nF--40k--+--75k--+--40k--50nF--+
             |                     |
             +------Glimmlampe-----+
                     L3>L2>L1

Leuchten beide Glimmlampen, sind nur 2 Phasen angeschlossen. In der 
Originalschaltung ist L2 und L3 vertauscht, was aber IMO falsch ist. Hier 
habe ich es schon korrigiert.

 http://home.arcor.de/black-strom/schaltungen/dreh_1/text.htm
 http://home.arcor.de/black-strom/schaltungen/dreh_2/text.htm

>  Suche Schaltplan für Messung von Leistungsaufnahme / Energieverbrauch

 http://www.microchip.com/ Application Notes AN220, ersetzt Reference Design PICREF-3
 http://www.analog.com/ ADE7751-69 (elektronische Stromzähler)

Von: Dietrich Lotze

"EDN January 7, 1993, Page 102: EDN-Design Ideas: Four transistors measure 
rms power (Joseph L. Souza, Sipex, Billerica, MA)" eine (passive) Schaltung, 
die über die Kennlinien der Transistoren eines 4-Transistor-Arrays (CA3096; 
Reichelt: 1,20 EUR) Strom- und Spannung miteinander multipliziert und als 
(DC-)Spannung ausgibt. Daten: - bis 10kHz, - 2 Bereiche vorgesehen: 200W 
(10mV/W) und 2000W (1mV/W) (lässt sich leicht über den Mess-Shunt 
umdimensionieren) Die Spannung kann direkt mit einem DVM gemessen werden
(das muss natürlich potenzialfrei und nicht berührbar sein, denn der 
Ausgang liegt irgendwie auf Netzspannung!). Leider keine URL. Cirrus Logic 
CS5462, SAMES SA9102/9602 Wirkleistungsmessungs-IC 1%.

AN32 von http://www.linear.com/ hat auch eine (schwer lesbare) teurere Lösung.
AN265 von http://www.national.com/ ist auch verwendbar.

Will man nur die effektive Spannung (oder Strom) messen, tut es:

 http://www.mario001.de/elektronik/schaltungen/truerms.html

> Ich habe einen 500VA Trafo für 220V~, aber nun haben wir 230V~ und ich 
> möchte die Ausgangsspannung beibehalten, ohne den Trafo zu modifizieren. 
> Und ein neuer Trafo dieser Leistungsklasse ist mir zu teuer.

Von:  Harald Wilhelms

500VA sind bei 220V 2.27A, mit 90% Wirkungsgrad 2.5A 2.5A bei 10V sind 25VA.
Nimm einen 230V->10V 25VA Trafo und lege dessen Primärwicklung ans Netz und
die 10V Wicklung (richtig gepolt, sonst wird's für 210V~) in Reihe zur 220V~
Wicklung des alten Trafos. 

> Mein einfacher 230V (Rechteck)wechselrichter bringt nicht genug Spannung
> zum Betrieb eines Gerätes, das wohl lieber einen Sinuswechselrichter sehen 
> will. Was tun ?

Wenn nur das eine Gerät anzuschliessen ist, kann ein (Motor)kondensator in
Serie in der Zuleitung helfen. An den passenden Wert sollte man sich rantasten
(Spannung im Gerät am Ladeelko messen), aber ein paar uF werden notwendig 
sein.

*-----
F.29. Quadraturdecoder für Inkrementaldrehgeber

Übrigens: Ein Inkrementaldrehgeber ist simpel die von 2 Lichtschranken
durchleuchtete Schlitzscheibe einer Maus. Die hat sogar 2 davon :-) Gibt's 
auch mit Drehknopp als Poti-Ersatz oder ganz teuer für industrielle Zwecke 
mit schweinehoher Auflösung. Mit 2 verdrehten Hallsensoren (KMZ51) und 
einem Magneten kann man sich sogar ein Sinus/Cosinus Analogsignal 
liefern lassen.

 http://www.pwb-ruhlatec.de/ (Drehencoderdiscs)
 http://www.avagotech.com/ (z.B. HEDS-6140 Drehencoderdisc)

> Inkrementale Drehgeber wie auswerten?

Von: Michael Biere 29.9.1999

Zunächst muss man sich von der Vorstellung frei machen, dass die beiden 
Signale A und B des Drehgebers irgendwelche Zähler triggern müssen und 
man deshalb die Flanken erkennen muss. Sonst bekommt man früher oder 
später Probleme mit "Flattereffekten" deren Frequenz man nicht mehr folgen 
kann. Statt dessen macht man sich klar, dass die beiden Signale zusammen 
VIER Zustände annehmen können:

 0: ab (Spur A LOW, Spur B LOW)
 1: Ab (Spur A HIGH, Spur B LOW)
 2: aB (Spur A LOW, Spur B HIGH)
 3: AB (Spur A HIGH, Spur B HIGH)

Die Spuren müssen nun mit einer Mindestfrequenz abgetastet werden. Diese 
Frequenz ist abhängig von der Strichzahl des Gebers und der maximal möglichen 
Drehzahl. Es muss sichergestellt sein, dass bei voller Drehzahl jeder der vier 
Zustände erkannt werden kann. D.h. die Abtastfrequenz muss mindestens viermal 
so groß sein, wie die Signalfrequenz einer Spur. Angenommen der Anfangszustand 
ist "ab". Wenn der letzte Zustand "ab" ist und man liest "Ab" ein, dann 
inkrementiert man den Positionszähler. Liest man "aB" ein, dann dekrementiert 
man den Positionszähler. Liest man "AB" ein, dann hat man zu langsam 
abgetastet, denn dann ist ein Zustand übersprungen worden. Soweit zum 
Grundprinzip. Wenn jetzt ein Signal anfängt zu flattern (es kann immer nur ein 
Signal flattern, da sich von einem Zustand zum nächsten immer nur ein Signal
ändert), dann "übersieht" die abtastende Software zwar einige Flankenwechsel, 
die resultierende Position ist aber immer korrekt. Es gibt kein Wegdriften 
durch übersehene Flankenwechsel.

Von: MaWin 25.7.2001

Am einfachsten realisiert man das mit einer state machine als Tabelle. In C 
sieht das so aus.
  int table[4][4]={{0,1,-1,0},{-1,0,0,1},{1,0,0,-1},{0,-1,1,0}}; 
  int position=0; // zaehlen wir mal die absolute Position
  volatile int quadrature_input; // bit 0 und bit 1 sind Quadratureingaenge
  int new_quadrature_value, last_quadrature_value=quadrature_input;

Folgenden Code ausreichend oft wiederholen (in der Programm Hauptscheife oder 
einer Zeitgeber gesteuerten Interrupt Routine):
  new_quadrature_value=quadrature_input;
  position+=table[last_quadrature_value][new_quadrature_value]; 
  last_quadrature_value=new_quadrature_value;

Fertige ICs gibt's dafür auch: 
 http://www.lsicsi.com/ (LS7083/7084/7166/7266)
 http://literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-5895EN.pdf (HCTL2000/2016/2020/2022/2032)
 http://literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-5894E.pdf
 http://www.origin.xilinx.com/bvdocs/appnotes/xapp012.pdf

ansonsten brennt man sich das in ein GAL: Falk Brunner
 MODULE q_dec
 " a quadratur decoder
 " IO signals
 T       PIN 1;                 " clock signal
 A_IN    PIN 2;                 " first quadrature signal
 B_IN    PIN 3;                 " second quadrature signal
 FORWARD PIN 14 ISTYPE 'COM'; " forward signal for counter
 CE      PIN 16 ISTYPE 'COM'; " clock enable signal for counter
 " internal signals
 A       PIN 17 ISTYPE 'REG_D'; " synchronized A
 B       PIN 18 ISTYPE 'REG_D'; " synchronized B
 ADEL    PIN 19 ISTYPE 'REG_D'; " delayed A
 BDEL    PIN 20 ISTYPE 'REG_D'; " delayed B
 EQUATIONS
 " synchonize A and B
 A.CLK   = T;
 A.D     = A_IN;
 B.CLK   = T;
 B.D     = B_IN;
 " delay A and B
 ADEL.CLK = T;
 ADEL.D   = A;
 BDEL.CLK = T;
 BDEL.D   = B;
 " generate forward, reverse and CE
 FORWARD   = (A $ BDEL);
 CE        = (A $ ADEL) $ (B $ BDEL);
 END

denn die Schaltung ist eher aufwändig. Das Taktsignal T muss schneller sein 
als die höchste Frequenz des Inkrementalgebers A, B und geringer als die 
maximale Zählfrequenz des nachfolgenden flankengetriggertern Zählers.
        +---+
 A -----|D Q|---+
      +-|T  | +-(---------- Clock
      | +---+ | |   +---+
      +-------+ +---|   |
      | +---+   |   |XOR|-- Forward Direction
 B ---(-|D Q|-+ | +-|   |
      +-|T  | | | | +---+
      | +---+ | | |
  +---(-------+ | | +---+
  | +-(-------(-+-(-|   |
  | | | +---+ |   | |XOR|-+ +---+
  | +-(-|D Q|-(---(-|   | +-|   |
  |   +-|T  | |   | +---+   |XOR|-- Clock Enable
  |   | +---+ |   | +---+ +-|   |
  |   |       +---(-|   | | +---+
  |   | +---+     | |XOR|-+
  +---(-|D Q|-----+-|   |
 T ---+-|T  |       +---+
        +---+


*-----
F.29.1. Entprellen von Tastern

Wenn ein Taster direkt ein Taktsignal für einen IC liefern soll, z.B. um
bei jedem Tastendruck ein Flip Flop umzuschalten, damit ein Gerät AN
und AUS geht, dann muss man den Tastenkontakt entprellen. Am
einfachsten geht das mit einem Taster mit Umschaltkontakt (DigiTast), 
und entweder einen RS-FlopFlop wie 74xx279, 4044, (wahlweise LS TTL 
oder HC CMOS, lässt sich auch mit 2 NAND-Gattern eines 74xx00 
aufbauen) oder einen CMOS-Puffer wie 74HC04 (TTL geht auf die Art 
nicht).
 VCC --4k7--+  +_--+               +---10k---+
         o--+--|S Q|--  VCC --o    |         |
 GND --o/      |_  |           \o--+-|>o-|>o-+--
         o--+--|R  |    GND --o      74HC04
 VCC --4k7--+  +---+

              +-------+
 VCC --4k7--+ +-|\    |
            |   | o-+ |
         o--+---|/  | |
 GND --o/     +-----+ |
         o--+ +-|\    |
            |   | o---+--
 VCC --4k7--+---|/ 74xx00

Wenn der Taster nur einen einfachen Schliesskontakt hat, benötigt 
man einen Schmitt-Trigger wie den 74HC14 (ein 74LS14 bräuchte 
unglücklich niederohmige Widerstände und grosse Kondensatoren
und ist hochgradig unsymmetrisch):
 VCC
  |
 4k7
  |        74HC14
  +-100k-+--|>o--
  |      |
 Taster 100n
  |      |
 GND    GND

Bei Microcontrollerschaltungen kann man per Software entprellen, braucht also
diese aufwändigen Schaltungen nicht, und auch nicht den teuren MC14490.

Von: Martin Siegwarth 5.4.2005

Will man bei jedem Tastendruck umschalten, kann man Entprellung und FlipFlop 
verbinden:
   +-o<|-+  Inverter
   |     |
 100k    |
   |     |
   +-|>o-+-- Ausgang (zu Beginn LOW)
   |     |
   |   100k
   |     |
   +-o/o-+--1uF-- Masse
    Taster

*-----
F.30. Audioverstärker

Gerne gebaut werden Audioverstärker, als ob es so was nicht fertig zu kaufen 
gäbe. Aber die Leistungsangaben kommerzieller Verstärker (zuerst Sinus, dann 
Musik, dann RMS, dann PMPO, dann Maximalleistung) sind halt oft geschönt, 
("200 Watt PMPO aus einem 2x 1.2 Watt RMS Verstärker", "2*120 Watt mit einen 
4.8VA Steckernetzteil", "120W PMPO aus 2 TDA2822 mit je 0.38W" 
http://www.kabelmax.de/pmpo.html , "2x160 Watt PMPO Maximalleistung; 2x5.25 Watt 
RMS", ein Brüllwürfel gibt beim Aufprall 120 Watt ab wenn man ihn aus 
grosser Höhe fallen lässt, die Rechnung kommt ziemlich genau hin, d.s.e 
Message-ID 2r55f1F163u5iU1@uni-berlin.de) weil mickrige Kühlkörper, kleine 
Trafos und Ausgangstransistoren billiger sind, (auch die angebliche 'high 
end' Branche macht trotz exorbitanter Preise keine Ausnahme) so das man 
'was ordentliches' selber bauen muss, wenn einem Bühnenequipment nicht 
hochwertig genug ist.

Für Kopfhörer (TS482/922, TDA7050, MC34119, NJM2113), für PC Lautsprecher 
(LM4861/71, TS4871, TEA2025), als einfacher Amp (LM1875/1876/3875/3876, 
TDA7053/7250) oder für viel Power (TDA2052, LM3886/4780, TDA7293/7294) suchen 
Viele einen Bauvorschlag. Im Auto geht TDA7375 (4*4W, 2*22W - der geht 
kommerziell schon mal als '4*70 Watt PMPO' durch) und TDA7560 (4*30W), 
AN7161 (20W+Kopfhörer) TDA8563 (2*40W) oder TDA1562 (70W Musik Class-H aus 
14.4V durch Spannungsverdopplung, eher für hohe Frequenzen) oder 
TDA1514A/7381. Es müssen ja nicht gerade die für ihren Klirrfaktor und ihre 
Schwingneigung bekannten uralten TBA810, TDA1020, TDA2002 mit grossem und 
teurem Ausgangselko sein.

 http://www.dself.dsl.pipex.com/ampins/pseudo/subjectv.htm

Aus Japan kamen früher viele STK Hybridverstärker, bei denen Transistoren und 
SMD Widerstände auf einer Platine mit Plastik umhüllt wurden. Leider sind 
Bauteile und Datenblätter schwer beschaffbar, so das bei einer Reparatur 
der Austausch des ganzen Endverstärkers gegen einen (Bausatz) mit diskreten 
Bauteilen sinnvoll sein kann.

Für Zimmerlautstärke nimmt man üblicherweise eine elektrische Leistung von 
50 mW Durchschnittswert an, die Spitzen liegen vom Pegel her so 5 mal höher, 
d.h. als Leistung das 25-fache, also bei 1.25W. Um 3 bis 5W Dauerleistung zu 
erhalten, das ist dann schon Partybeschallung, sollte es also ein Verstärker von 
75 bis 125 Watt sein. Daher fallen die winzigen Kühlkörper und kleinen Trafos 
bei kommerziellen Verstärkern meist nicht auf, die Musik kocht meistens nur auf 
kleiner Flamme. Erst bei Konzerten will man mehr Dauerleistung, entsprechend 
dicker fallen die Kühlkörper an PAs (Public Address, Publikumsveranstaltungen) 
aus. Zum Belastungstest kann man 10 parallelgeschaltete 5 Watt Widerstände in 
ein Glas mit Wasser stopfen bis es kocht.

Für die Wahnsinnigen, deren Autos an Wettbewerben wie "dB drag racing" 
teilnehmen, reicht das natürlich nicht. Da bei 170dB die Trommelfelle platzen, 
wird dort glücklicherweise nur mit einem tiefen (aussuchbar 20-80Hz) Dauerton 
gemessen. Man muss also versuchen, bei diesem Ton den optimalen 
Wirkungsgrad herauszuholen. Und den bekommt man, wenn die 
Resonanzfrequenz des Ganzen (Lautsprecher und Schallraum) bei genau der 
Frequenz des Tons liegt, und der Lautsprecher genau so viel Volumen 'vor' der 
Membran hat wie 'dahinter'. Aber Achtung: Normale Lautsprecher schlagen da 
heftig mit den Membranen an, es muss ein speziell geeigneter Lautsprecher mit 
viel Weg sein, und ein gepanzertes Auto, denn ab 160dB splittert Glas und 
verbiegt Blech. Glücklicherweise lassen sich bei den tiefen Tönen effektive 
Class-D Subwoofer-Verstärker einsetzen, wie der A6000GTi mit 6kW RMS von 
http://www.jbl.com/ (nach dem BCA Prinzip von http://www.crownaudio.com/ ) 
dummerweise verlangt ihm der Messton jedoch die Sinusdauerleistung ab. 
Niemand zwingt einen, den Strom mit unsinnig dicken Kabeln aus einer 12V 
Autobatterie holen zu müssen, was einen uneffektiven Wandler erfordert, 
sondern man kann auch je 10 Akkus in Reihe schalten und hat saubere +/-120V 
für 6kW an 2 Ohm, bei immer noch 60A Peak.

Die Spannung am Ausgangstransistor liegt (bei den üblichen mit positiver 
und negativer Spannung versorgten Verstärkern mit Lautsprecher an Masse) 
nicht bei einfacher Versorgungsspannung, wie es bei einem Widerstand als 
Last der Fall wäre, sondern im ungünstigsten Fall bei der vollen 
Versorgungsspannungsdifferenz, weil ein Lautsprecher eine komplexe Last 
darstellt. Der Strom liegt aber schon bei 
(einfacher Versorgungsspannung)/Lautsprecherimpedanz, 
und das Verlustleistungsdiagramm sollte unter der SOA-Grenze des 
Ausgangstransistors bleiben, sonst muss man mehrere parallelschalten.
 A ^
   | 
   |  .
   |\ .
   | \ .
   |  \  ..
   |   \
   +------> V

Bei einem ordentlichen Verstärker ist eine Strombegrenzung für die 
Ausgangstransistoren drin, damit er nicht gleich beim ersten Kurzschluss 
hops geht. Ein Clipping-Indikator erkennt, wenn die Gegenkopplung 
ausser Tritt kommt weil der Ausgang nicht mehr dem Eingangssignal 
folgen kann; sei es wegen Übersteuerung, Erreichen der maximalen Slew 
Rate oder Strombegrenzungseinsatz. Es ist ein Temperatursensor drin, 
der den Verstärker bei zu hoher Kühlkörpertemperatur abschaltet. Damit 
wird er dauerkurzschlussfest. Er hat eine Temperatursicherung im Trafo, 
damit wird er überlastungssicher. Und er hat eine Schutzschaltung mit 
Relais für die Lautsprecher, um sie beim Einschalten, Ausschalten und 
bei versehentlicher Gleichspannung am Lautsprecherausgang 
abzutrennen, damit ein defekter Verstärker nicht die teuren Boxen 
beschädigt. Viele Bauvorschläge oder allerbilligste Kaufhausware haben 
solche Schaltungen nicht, und sind damit von minderer Qualität.

Typischer bis theoretisch maximaler (bei Vollaussteuerung) Wirkungsgrad 
verschiedener Verstärkertopologien: 
 Klasse A: Ein Transistor leitet je nach Eingangssignal mal mehr und mal weniger,
   aber geht nie ganz aus. Zur anderen Spannungsseite führt der Lautsprecher
   oder ein Widerstand: 6.25% bis 50%
 Klasse B Ein Transistor leitet nach + und einer nach -, davon leitet nur einer
   zu einer Zeit, der andere ist aus: Übernahmeverzerrungen, 50% bis 78%
 Klasse AB1: Wie Klasse B, aber über den ganzen Bereich sind beide Transistoren
   etwas an, also fliesst Ruhestrom: < 78%.
 Klasse AB2: Wie Klasse B, aber in einem mittleren Bereich sind beide Transistoren
   etwas an, also fliesst Ruhestrom: < 78%.
 Klasse AB Brücke BTL (also 2 Verstärker gegeneinander): < 78%, THD+N um 3dB 
   schlechter
 Edwin Prinzip von Elektor 1970: Stark vorgespannte Klasse AB Stufe 1 mit hohem 
   Ruhestrom und hohem Ausgangswiderstand. Bei hoher Last übernimmt ruhestromlose 
   Klasse B Stufe 2. Den hohen Verzerrungen wird mit viel Gegenkopplung begegnet.
       1   2
    +--+---+-- +
    R  |   |
    +-|<   | NPN
   A|  |E  |
    D  +--|< NPN
    |  R   |E
    D  +---+-- out
    |  R   |E
    D  +--|< PNP
   K|  |E  |
    +-|<   | PNP
  -|<  |   |
    +--+---+-- -

 Klasse AA, ebenso Class A+ (1977) New Class A (1979), Class AA (1985), MOS Class 
   AA (1995), Class H+ (1994, Hybrid): Technics Markenname für Klasse B Endstufen 
   mit kleinen Erweiterungen wie ein paar Widerstände zwischen Treiber und
   Endtransistor oder dynamischer Ruhestromanpassung, ergibt bis runter auf 0,0003% 
   Klirr (SE-A100 0.0007%THD) http://www.geocities.com/technicshifi/IC.html
 Klasse C Ein Transistor leitet nach +, negative Schwingung durch Schwingkreis: 
   Nur Sinus, 75-100%
 Klasse D (1 bit D/A Wandler mit Power): 80% bis 100%
 Klasse E (nur Sinuserzeugung durch ein/aus Schalter und Schwingkreis):  bis 100%
 Klasse G: Modulation durch Betriebsspannungsregelung: http://www.classeradio.com/
 Klasse H: Modulation durch Betriebsspannungsregelung: http://www.classeradio.com/
 Klasse H (Klasse AB mit Kondensator-Spannnungsverdoppler, TDA1562): bis 78% 
 Klasse I (http://www.crownaudio.com/ ) = Klasse D
 Klasse T: Siehe Elektor 402 = Klasse D Variante
 Klasse Z = Klasse D von http://www.zetex.com 


 http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/various/AUDIOIC.pdf

Die heutzutage von kommerziellen Verstärkern angegebenen technischen Daten 
(>100dB Rauschabstand N, <1 Promille THD) lassen sich kaum erreichen 
(Schliesslich feilen die ernsthaften Hersteller seit 25 Jahren an derselben 
Grundschaltung rum, um durch Detailverbessungen, zueinander passende 
Bauteileauswahl, optimale Bauteileanordnung und Leiterbahnverlauf einen 
kostengünstigen Verstärker hinzubekommen, der in den jeweiligen Messungen 
super abschneidet) und schon gar nicht mit Hobbymitteln messen. Man sollte 
daher keine Schaltungen nachbauen, bei denen KEINE Messdiagramme für einen 
Musteraufbau angegeben werden, denn das heisst dann nur, das die technischen 
Daten nie ermittelt wurden. Da nimmt man besser den Schaltplan eines bekannt 
guten kommerziellen Verstärkers oder eine AppNote eines Chipherstellers und 
baut die nach, solange er keine speziellen Bauteile verwendet, aber möglichst 
nichts von vor 1985 (Ausgangselko).

 http://www.st.com/ (Datenblatt TDA2050 enthaelt Sinus/Musik/PMPO Messverfahren)
 http://eu.st.com/stonline/products/selector/78.htm
 http://www.onsemi.com/ (AN1308 100W+200W bipolar, AN485 100W bipolar mit  Kurzschlussschutz 

und SOA Betrachtung)
 http://www.linear.com/pdf/dn126.pdf (DN126 300W/16R, 600W/8R, 1200W/4R Verstaerker)
 http://www.irf.com/ (AN948, 60W MOSFET)
 http://www.national.com/ LM3886 (AN-1192 100W+200W IC)
 http://www.semiconductors.philip.com/ TDA1562 TDA1514A
 http://www.analog.com/ (AN211 current feedback Verstaerker NUR auf Papier)

 http://www.rickenbacker.com/us/schemat.htm
 http://www.qscaudio.com/support/library/manuals/svcman.htm
 http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/schematics.htm
 http://www.bryston.ca/schemprod.html
 http://www.rane.com/pdf/ma6ssch.pdf
 http://pssaudio.com/english/technic.htm
 http://www.renkus-heinz.com/service_Schemat.htm
 http://www.conrad.de/ 130203-sp-01-en-mono-mosfet-endstufe.pdf

 http://sound.westhost.com/ (ELLIOT Sound Products, viele recht brauchbare Schaltungen)
 http://www.sound.au.com/ (auch viele recht brauchbare Schaltungen)
 http://www.epanorama.net/links/audiocircuits.html#amp
 http://users.ece.gatech.edu/~mleach/lowtim (240W mit MJ15023, heute eher MJL21193)
 http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/
 http://www.tcaas.btinternet.co.uk/ (Class A)
 Elektor 12/93 symmetrischer HEXFET Verstärker mit IRF540/9540 (63W/8R, 105W/4R, 20V/us, 

>99dB S/N <0.003%)
 Elektor 9/95 IGBT hat Stabilitätsprobleme
 http://marcusgun.com/elektronik.html (bipolar 250W mit Bildern und Schutzschaltung)
 http://users.swing.be/edwinpaij/ampli_mosfet_360_w.htm (MOSFET 360W mit Bildern und 

Schutzschaltung)
 http://www.lcaudio.com/ (Millenium XP, 100W-300W bipolar ohne Gegenkopplung)
 http://www.ampslab.com/ (Bausatz 70-300 Watt bipolar und MOSFET mit Schaltplan)
 http://margo.student.utwente.nl/el/ampz/ (100-400W Bip + FET)
 http://www.rotgradpsi.de/mc/ (digital gesteuerter TDA7293, Lautsprecherschutz)
 http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/tom/files/120_watt.gif
 http://www.amplifier.cd/

Neu sind Class D Verstärker, die per Pulse Width Modulation (1 bit D/A 
Wandlung, wie bei CD Playern) arbeiten, aber nur für tiefe Frequenzen (Subwoofer) 
geeignet sind, da 44.1ksps bei 16bit satte 2.89GHz ergeben, zu schnell 
für aktuelle MOSFETs, auch wenn Tripath das gerne hätte. Selbst moderne 
Chips (TPA3000) werden teils vom Hersteller (TI) nicht mehr empfohlen, 
wohl weil sie ihre Versprechen nicht halten konnten. Übrigens erkennt man 
an den 2.89GHz auch, das moderne 1 bit D/A-Wandler in CD-Playern nicht so 
gut sein *können*, wie echte 16 bit Wandler guter Qualität, es liegen nur 
die Verzerrungen im Klang dort, wo man sie nicht erwartet, die Hersteller 
sagen 'nicht hören kann', jeder kann sich selbst seinen Reim drauf machen.

 http://www.icepower.bang-olufsen.com/sw1065.asp
 http://ww.ti.com/ (TAS5015)
   "Design Considerations For Class-D Audio Power Amplifiers"
   "Reducing And Eliminating The Class-D Output Filter"
 http://www.st.com/ (AN1013, TDA7480/7481/7482/7490)
 http://www.national.com/ (LM4651/4652 170W Subwoofer mit Platine, LM4663)
 http://www.intersil.com/ (HIP4080, Demoboard)
 http://www.crownaudio.com/pdf/amps/bcapaper.pdf (BCA Subwoofer Class-D bis 2.5kW)
 http://www.irf.com/ http://www.cirrus.com/ (CS44210)
 http://www.onsemi.com/ (AN1042)
 http://www.crestaudio.com/media/pdf/lt_schematic.pdf
 http://www.spectronav.com/
 http://www.tripath.com/ (Sonic Impact, Carver, TEAC A-L700P, BelCanto Evo, Blaupunkt, ab 5 

Watt Störgeräusche)

Die meisten Audioverstärker enthalten am Ausgang ein Boucherout-Glied, eine 
RC-Kombination parallel zum Lautsprecher (findet man auch bei der Ansteuerung 
von Elektromotoren). Das Teil soll die Reaktanz des Lautsprechers kompensieren
und die Sprungantwort verbessern. Da man den konkreten Lautsprecher aber nicht
kennt, und grosse Kondenstaoren teurer sind, sind die angegebenen Werte aber 
immer zu gering. Korrekterweise ist R gleich dem Gleichstromwiderstand und C 
exakt so, das er die Induktivität der Spule aufhebt C = L / (R*R) 
(z.B. ausprobieren bis keine relevanten Überschwinger auf dem Oszilloskop).
Man kann hier gegenüber kommerziellen Verstärkern durch Anpassung an den
verwendeten Lautsprecher viel (THD, Klirr) herausholen, insbesondere bei
Aktivboxen wo Lautsprecher und Verstärker prinzipbedingt aneinander gebunden 
sind..

Kopfhörerverstärker:

 http://www.st.com/ TS482
 http://www.semiconductors.philips.com/ TDA7050
 http://www.onsemi.com/ MC34119
 http://www.njr.co.jp/ NJM2113
 http://www.headwize.com/projects/index.htm

Da ein gegengekoppelter Verstärker und ein Oszillator im Prinzip dasselbe ist,
muss der Verstärker in der Bandbreite begrenzt werden, damit er nicht schwingt.
Das passiert durch einen kleinen Kondensator an passender Stelle, der über 20kHz
die Verstärkung mit 6db/Oktave verringert. Damit ein Verstärker eine Bandbreite
von 100kHz haben kann, muss er so schnell sein, das seine Oszillationsfrequenz
über 500kHz liegt, damit man ihn mit dem Kondensator bei dieser Frequenz 
ausreichend bedämpfen kann. Deswegen sind Verstärker mit deutlich mehr als 20kHz
Bandbreite selten. Manchmal schwingt auch eine Stufe alleine. Bei Röhren und 
MOSFETs helfen 1k Ohm bzw. 100 Ohm Widerstände in der Gates/Gitter Zuleitung 
die intrinsische Schwingneigung zu unterdrücken. Auch 100nF Kondensatoren an 
der Versorgungsspannung und Ferritperlen an den Signalwegen können helfen.
Wenn er schwingt, tut er das meist auf unhörbar hoher Frequenz, so das sich
das ohne Oszilloskop nur in erhöhtem Rauschen äussert. Manchmal steigt auch
die Stromaufnahme und Wärmeentwicklung.

Gegenkopplung verbessert die Linearität, aber wenn der nicht-gegengekoppelte
Verstärker einen Klirrfaktor von 1% hat, den man per Gegenkopplung auf 0.01%
drücken will, dann muss der Verstärker eine Verstärkung haben, die 100 mal höher 
ist als ohne Gegenkopplung nötig wäre, und das über den ganzen Frequenzbereich 
100 * 20000 (Hz) = überschüssige GBW von 2MHz. Also muss schon der 
nicht-gegengekoppelte Verstärker möglichst linear und klirrarm und schnell sein.

einfachster Audiomischer (Summenlautstärke bleibt gleich):
 A>--2k2--+--4k7--+
          |       |
     10k | | Gnd  |
       <-|-+--|   +--> out
         | |      |
          |       |
 B>--2k2--+--4k7--+

logarithmisches Poti aus linearem (z.B. elektronischem) Poti (25dB Dynamik):
 in>--+
      |
 10k | |
   <-|-+--+--> out = in / (1 + 10*in - 10*in^2), in = 0..1
     | |  |
      |  1k (1/10 der Potiwiderstandes)
      |   |
 gnd -+---+--gnd

logarithmisches Poti aus linearem (z.B. elektronischem) Poti (45dB Dynamik):
 in >--R--P--------+--> out = in / (1 + R/P - in), in = 0..1
          |        |
          +--|-\   |
             |  >--+   R = 0,06 * P
          +--|+/
          |
         GND

Von: Dieter Wiedmann

Verzerrer-Abschwächer um Line Signale in Phono-Eingänge (MM) schicken zu können:
       47k     470k
       ___     ___
 In-o-|___|-o-|___|-o--Out
    |       |       |
    |  ||   |  ||   |
    '--||---o--||---o
       ||      ||   |
      1n5      6n8 .-.
                   | | 560
                   | |
                   '-'
                    |
 GND----------------o--GND


*-----
F.30.1. Operationsverstärker

Will man was Verstärken (Spannung, Strom, allgemein Leistung) tut es oft ein
Transistor, vor allem im digitalen Schaltbetrieb, aber auch bei Analoganwendung.
Die Berechnung von Transistorschaltungen füllt ganze Bücher (MausNet FAQ,
http://es-sun1.fernuni-hagen.de/ES/Kapitel4/node1.html).
In vielen Fällen ist jedoch ein Operationsverstärker die angemessenere Lösung.

Grundschaltungen in AppNotes AN-20 und AN-31 von http://www.national.com/
400 Seiten Op Amps for Everyone (wirklich nicht schwer) Design Guide 
http://www-s.ti.com/sc/psheets/slod006b/slod006b.pdf

 http://www.mypage.bluewin.ch/bombach/opamp.pdf
 http://www.mypage.bluewin.ch/bombach/AN-A-OPAMP-Tutorial.pdf

Normale Operationsverstärker verstärken eine Spannungsdifferenz zwischen 
beiden Eingängen und produzieren davon abhängig eine radikal verstärkte 
Ausgangsspannung. 
Wegen der sehr hohen Leerlaufverstärkung kann man sagen, das der Ausgang 
nach +V geht wenn der + Eingang positiver als der - Eingang ist, und 
nach -V geht wenn der - Eingang positiver als der + Eingang ist (oder 
der + Eingang negativer als der - Eingang ist, wie auch immer man will). 
Damit der OpAmp nicht zum Komparator wird, muss also die Schaltung drumrum
so aufgebaut sein, das die real produzierte Ausgangsspannung so auf zumindest
einen Eingang rückwirkt, das dadurch beide Eingänge wieder gleichziehen 
können, die sogenannte Gegenkopplung, meist realisiert durch einen 
Widerstand vom Ausgang zurück zum Eingang.
Die beiden Eingänge sind also möglichst hochohmig, sollen sie doch wie ein 
Voltmeter funktionieren. Es gibt aber auch andere Bauarten. Man kann auch den 
durch den Eingang (nach Masse oder zum anderen Eingang) hineinfliessenden 
Strom zur Grundlage der Messung machen, dazu wäre ein Eingang dann 
möglichst niederohmig. Und der Ausgang könnte als Stromquelle/senke 
ausgelegt werden. Eine Tabelle:
 +Eingang -Eingang Ausgang
 Spannung Spannung Spannung normaler Operationsverstärker
 Strom    egal     Strom    Stromverstärker
 Spannung egal     Strom    Transkonduktanzverstärker (OTA)
 Strom    egal     Spannung Transimpedanzverstärker
 egal     Strom    egal     current feedback Verstärker (CFA)

Brauchbare OpAmps für Audio-Linepegel (1Vpp an 600 Ohm), in steigendem Preis

 http://www.njr.com/pdf/appnotes/LowNoiseAmp.pdf

 LM/MC/RC1458 (JRC) in jedem billigen Japanteil drin, eigentlich ein Doppel uA741 (geringe 

Slew rate)
 M5218 (Mitsubishi) ein Doppel uA741 mit garantierter THD
 NJM/RC4558 (nicht so rauscharm wie NE5532, aber für 150 Ohm statt 500 Ohm Last geeignet und 

dann besser)
 TL071/051 (TI) Phasenumkehr wenn Eingang < V-+3V, eher für Eingangs- und Ausgangsimpedanz 

von deutlich über 1k (z.B. 4k7) geeignet, V- sollte bei -(V+ + 3V) liegen
 NE5534A (Philips, andere Hersteller andere Daten) hoher Bias Strom, Eingangsdioden, gutes 

decoupling nötig, kompensiert für Verstärkungsfaktor >3, Linepegel stabil bei Verstärkung 1 

nur mit 22pF Kompensationskondensator zwischen Pin 5 und 8 dadurch SlewRate nur 6V/us
 NE5532A (Philips, andere Hersteller andere Daten) hoher Bias Strom, Eingangsdioden, 

angemessen bei Verstärkungsfaktor 1..3, schlechte CMRR also invertierend betrieben
 uPC4570 (NEC)
 NJM/RC/BA4580 (spezifiziertes THD und Noise, ähnlich NE5532 aber ohne Eingangsdioden)
 MC33078 (Mot) (bei 500 Ohm Last und hoher Frequenz nicht so gut wie NE5532)
 OP27 (obwohl oft empfohlen, letztlich doch mehr Rauschen als NE5532)
 LM833/837 (NS) (Etwas mehr THD+N als der NE5532)
 OPA134/2134 (klar besserer Ersatz des TL071 bei hoher Eingangsimpedanz)
 OPA604 (BurrBrown, TI) (verzerrt stärker als der NE5532)
 OP176/275 (Analog) Eingangswiderstand pegelabhängig, kleine Unlinearität, eher schlechter 

als NE5532

extrem rauscharme Opamps für niederohmige Quelle (Audio-Moving-Coil-Phonovorstufe, dyn. 

Mikro,
vor allem die professionellen mit nur 200 Ohm. Die 600 Ohm für Amateur-Videorecorder oder 

das 500 
Ohm Shure SM57 erfordern nicht so teure ICs): 

 SSM2015/2016/2017/2019 (Analog) 
 LT1028/1128/1115 (Linear)
 AD797/622 (Analog)
 INA103, INA163, INA217=SSM2017 (BB, TI)

> Mikrofonverstärker mit Kompressor: 

 http://www.rane.com/pdf/ms1bsch.pdf
 SSM2165 (Analog)

> Präzise Operationsverstärker

 OP07A, LT100xA, LT1024A (man achte auf das A, das ist deutlich teuer)

dazu passen dann Widerstände CMF55, RN55 von Vishay. Mit gewöhnlichen
Metallfilmwiderständen in der Beschaltung muss man es erst gar nicht probieren, 
die sind schlechter als die OpAmps, da wäre der OpAmp rausgeschmissenes Geld.

> Instrumentenverstärker

 AD620/621/624/625/626 (Analog), INAxxx (BB, TI), LT1167/1168 (Linear)

> Analogcomputer

 http://www.bitsavers.org/pdf/eai/HbkOfAnalogComputation_5-71.pdf
 http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/philbrick/computing_amplifiers.pdf

> Galvanische Trennung

Trenntrafo: Übertrager können nur dann optimal angepasst werden, wenn die
Eingangs- und Ausgangsimpedanz bekannt ist. Ein '600 Ohm' Telefon-Übertrager 
hat keine 600 Ohm (Wicklungswiderstand oder eigene Impedanz), sondern hat bei 
600 Ohm Eingangs- und Ausgangs-Impedanz einen optimalen Frequenzgang
erreicht durch Kernlamellenaufbau, Drahtdurchmesser und Wickeltechnik, damit 
sich Induktivität und Kapazität zu einem glatten Frequenzgang im 
interessierenden Bereich (300Hz-3500Hz bei Telefontrafos, 20Hz-20kHz bei 
Audiotrafos, 50Hz-5MHz bei Videotrafos, kein Wunder das Telefontrafos billiger 
sind) ergänzen. Bei Conrads GLI-18 (311405) steht die Impedanz leider nicht 
dabei, daher sollte man zu etwas Besserem greifen: Pikatron, Haufe, Lundahl 
(http://www.lundahl.se/) Jensen (http://www.jensen-transformers.com/), Sowter 
(http://www.sowter.co.uk/), Monacor, Behringer, oder eine DI-Box mit Ground-Lift
wie http://www.netzmarkt.de/thomann/artikel-159520.html

 |\                  |\
 | >-600R-+   +---+--| >--
 |/       |   |   |  |/
          S : S 600R
          |   |   |
         GND GND GND

Ein Trafo transformiert die Impedanz übrigens quadratisch zum Windungsverhältnis,
will man also ein 75 Ohm Antennenkabel auf ein 100 Ohm CAT5 Kabel umsetzen,
braucht man ein Windungsverhältnis von 1:sqrt(100/75) also 7 zu 8 Windungen
(schon die Kabel haben teilweise mehr als 10% Abweichung in der Impedanz)

 http://www.svideo.com/videobalun1.html

Audiooptokoppler: IL300 (Vishay), HCNR200/201 (HP)

 http://www.vishay.com/optocouplers/list/product-83622/
 http://www.elv.de/ 60-189-86 
 http://www.elv-downloads.de/service/manuals/OTV/369-01.htm
 http://www.angelfire.com/theforce/jte/opto/ptsound.html
 http://www.semiconductors.philips.com/acrobat/applicationnotes/AN1434.pdf (A Phased Locked 

Fiber Optic System FM Modulation)

LDR-Optokoppler: NSL32/37V51 (Silonex, bei Farnell) 

> Rail-To-Rail Operationsverstärker

Seit dem die Versorgungsspannungen bedingt durch die immer kleineren
Chipstrukturen, die immer weniger aushalten, immer niedriger werden, kann 
man es sich nicht mehr leisten, mit dem Ausgang eines Operationsverstärkers 
nur so 3V an die positive und negative Versorgungsspannung heranzukommen
(für bessere Linearität nutzen bessere Verstärker gar nur das mittlere Drittel).

Seit dem bieten die Hersteller sogenannte Rail-To-Rail (R-R) OpAmps an. 
Diese OpAmps schaffen es, mit dem Ausgang bis auf  weniger als 0.1V an 
die Versorgungsspannungen heranzukommen, wenn die Belastung nicht zu 
hoch ist (so 10k). Manche vertragen auch Eingangsspannungen bis an die 
Grenzen der Versorgungsspannung heran, oder sogar darüber hinaus (LT1490
44V, CA3130/3140/3160 8 Volt drüber bis 0.5V drunter aber Ausgang nicht 
Rail-To-Rail). Leider hat sich noch kein 'Standardteil' (gut genug für 
die meisten Anwendungen und dennoch billig) durchgesetzt.

Denn leider kommt die Qualität dieser Rail-To-Rail OpAmps nicht an die der
guten Normalen heran. Viele sind furchtbar langsam, andere habe massive
Übernahmeverzerrungen, sogar am Eingang, oder driften und rauschen.
Insofern muss man gut auswählen, und teuer sind sie auch noch. 
Viele 'erste Versuche' der Hersteller einen R-R OpAmp zu bauen sind so 
schlecht geworden, das man diese OpAmps besser vergessen sollte.

Oliver Betz hat mal eine Liste zusammengestellt http://oliverbetz.de/rropv.htm
und schlägt den TLV272 statt dem LMV358 oder TS912 vor, und den TLV2372 
oder LMC6482 anstelle des teuren AD822, der entgegen dem Datenblatt doch 
unter phase reversal leidet.

Wer nicht ganz R-R braucht, sondern nur einen single supply OpAmp sucht,
der am Eingang und Ausgang bis Masse geht: Da hat sich der TLC274 von
http://www.ti.com/ etabliert, so lange er nicht besonders schnell sein muss.
Er ersetzt in CMOS den bipolaren Klassiker LM324, ist aber inkompatibel zum
TS271/TS274 von http://www.st.com/, was Reichelt offenbar nicht weiss :-(

Eigentlich sucht man aber einen OpAmp, der am Ausgang R-R kann, dafür
am Eingang keine Übernahmeverzerrungen hat und zwar bis Masse, aber nicht
unbedingt bis VCC akzeptieren muss, weil man meist ja sowieso verstärkt.

Siehe "amplifiers for signal conditioning" in "Sensor Signal Conditioning" 
section 10 von http://www.analog.com/ "Training and Events"

Operationsverstärker werden normalerweise mit Gegenkopplung betrieben. Der 
tatsächliche Verstärkungsfaktor wird durch einen externen Spannungsteiler 
eingestellt, beispielsweise auf (R1+R2)/R1 beim nicht-invertierenden Betrieb:
 Eingang  -----|+\
               |  >-+-- Ausgang
             +-|-/  |
 Masse --R1--+--R2--+

Aber in welchem Rahmen darf man die Verstärkung auf diese Art einstellen ?
Die Untergrenze steht im Datenblatt und liegt meist bei 1 (interessant hier:
LT1028 1, LT1128 -1 (= +2)), bei grösserer Verstärkung ist der OpAmp auf Grund
der begrenzten Slew Rate ja langsamer so das die Stabilität eh besser wird. 
Im Datenblatt steht die 'open-loop-gain' als maximale Verstärkung' und die 
'unity gain bandwidth', die maximale Frequenz bei der er gerade noch die 
Verstärkung 1 schafft.
Liegt die 'open loop gain' bei 100000 und 'unity gain bandwidth' bei "1 Mio", 
so schafft er bei 1Hz also eine Verstärkung von 1:100000 (open loop gain), bei 
10Hz 1:100000 (open loop gain und unity gain bandwidth), bei 1kHz 1:1000
(unity gain bandwidth), und bei 20kHz nur noch 1:50 (unity gain bandwidth). 
Soll der Ausgang also auf 10V liegen, braucht es dazu eine Spannungsdifferenz 
zwischen den OpAmp-Eingängen von 0.2V. Hat man den Verstärkungsfaktor 
durch R1 und R2 also auf 10 gestellt, und glaubt, das eine Eingangsspannung 
von 1V damit auf 10V verstärkt wird, so irrt man. Da (+) um 0.2V grösser als (-) 
sein muss, reichen 1V am (-) Eingang nur für 8V am Ausgang. Ein durchaus 
wesentlicher Verstärkungsfehler von 20%, bei der schlappen Frequenz von 
20kHz und einem Verstärkungsfaktor von 10. Also: So schön die Zahl "1 Mio" 
klingt, so genau sollte man sie im Auge behalten, wenn man einen präzisen 
Verstärkungsfaktor haben will und es nicht gerade um Gleichspannung geht.
Deswegen braucht man bei schnellen Signalen oft mehrere Stufen mit eher 
geringer Verstärkung hintereinander und ist damit wesentlich schneller und
genauer als mit einer Stufe, und vermindet noch das Risiko von unerwünschten
Oszillationen.

 

http://www.analog.com/Analog_Root/static/techSupport/designTools/interactiveTools/stability/

stability.html

Bei Verstärkern mit sehr hoher Leerlaufverstärkung kriegt man ja tiefe THD 
(total harmonic distortion, Verzerrungen) in invertierter Schaltung hin, siehe 
AD745 usw.
In nicht-invertierter Schaltung braucht man hohe CMRR, und zwar bei 
Audiofrequenz und nicht bei DC. Da gäbe es etwa den AD797, mit dem 
man 120dB THD erreichen könnte. 
THD+N (noise, Rauschen) ist ein anderes Kapitel, bei audiotypischem Level 
wird man da kaum über 100dB kommen. 
Für niedrigst-Rausch-Anwendungen hätte man gern nicht-invertiert mit 
Verstärkung >=100, dort sind dann auch sehr schnelle Opamps irgendwann 
mal am Ende und viel mehr als -90dB THD+N sind dann auch nicht mehr drin.
Für schnelle Signale tut es der LM7171 oder LM6171 ganz gut.

Im Datenblatt des MAT02 und MAT03 von http://www.analog.com/ finden
sich Schaltungen für rauscharme und driftstabile Verstärker für Signale aus 
niederohmigen Quellen (Dehnungsmesstreifen, Hallsensor), die besser als die 
besten derzeit verfügbaren monolithischen OpAmps sind (LT1028, LT1128, OP27),
aber so driftstabil muss es für Audio (dyn. Mikrophon, Moving Coil) gar nicht 
sein. Eine Sammlung Mikophonvorverstärker in
http://www.mdw.ac.at/I101/iea/tm/scripts/jecklin/material/micpreamp.pdf

> Lautsprecherkabel

 http://www.aes.org/sections/pnw/pnwrecaps/2000/lampen/index.htm
 http://www.elektronikinfo.de/audio/audiokabel.htm
 http://www.planetee.com/ "What´s all this Hoax Stuff?"

*-----
F.30.2. Audioeffektgeräte

> Audio-ICs bzw. Bausätze Mangelware?

Von Marc

Nun, das liegt wohl daran, das Audio Effekte kaum noch analog mit
Spezial-ICs gemacht werden. Für Billigstanwendungen mit niederer
Qualität werden oft einfache Mikrocontroller eingesetzt. Für "richtige" 
Effekte dagegen DSPs. Du solltest den Einstieg in DSP wagen und 
dir ein sog. "Starterkit" besorgen. Das gibt es so ab 75-150 EUR neu, 
oder bei eBay auch schon mal für 20 EUR. 

Früher, als die PCs noch nicht leistungsfähig genug waren, haben
viele Hobby-Leute DSPs für Audio eingesetzt. Motorolas 56k war da
eigentlich am beliebtesten. Du solltest aus der damaligen Zeit
eine Menge Beispielcode finden können.  

Heute werden diese DSPs natürlich nicht mehr hergestellt. Für
modernere DSPs findest du aber weniger Beispielcode, da die Hobby
Bastler heute alles direkt im PC machen und DSP Karten dafür nicht
nötig sind. Deshalb rate ich dir zumindest für den Einstieg auf jeden 
Fall zu einem "veralteten" DSP wie Motorola 56003.

In der Gruppe comp.dsp bekommst du kompetente Antworten, wenn du
z.B. einen bestimmten Audio-Effekt implementieren möchtest, aber
nicht weisst wie man das am besten anpackt.

Hier ein paar Links:

 http://www.musicdsp.org/archive.php?classid=4
 http://www.heise.de/ct/ftp/projekte/klangwerk_1/
 http://www.dspguide.com/
 http://www.rane.com/oldman.html (Schaltpläne kommerzieller Audioeffektgeräte der Firma 

Rane)
 http://www.bdti.com/faq/0.htm (comp.dsp FAQ)
 ftp://ftp.analog.com./pub/dsp/21xx/218x/examples/

Mit einem DSP kannst du selbst mit einfachsten Standard-Filtern
viele interessante Effekte erzielen. Zum Beispiel kannst Du
zwei Räume "einmessen" in dem du ein Knallgeräusch aufzeichnest.
Der erste Raum könnte das gekachelte Badezimmer sein, der zweite
ein Theater. Aus der Messung erstellst du einen inversen Filter.
Nun machst du eine Sprachaufnahme im Badezimmer, und filterst
die Einflüsse des Raumes weg. Übrig bleibt die pure Sprache.
Dann legst du den Theater-Filter an und schon entsteht der
Eindruck eines grossen Auftritts vor gespanntem Publikum. Das
macht ein DSP im Leerlauf, aber mit "fertigen Spezial-ICs"
kriegst du das nie hin.

> VU-Meter, Peak-Meter

Ein VU-Meter (Volume-Unit = Lautstärkeeindruck) hat per Definition 
eine Zeitkonstante, so daß es 300ms dauert bis die Anzeige auf 99% 
steht. Deine LED-Zeile ist kein VU-Meter, wenn sie schneller reagiert, 
sondern wahrscheinlich ein PPM (Peak Programme Meter, Spitzenwertanzeige). 
Die Zeitkonstante ist da nach DIN45406 bzw. IEC268-10 etwa 400us (bis 
15dB an Sollwert), 3ms (bis 4dB), 5ms (bis 2dB), 10ms (bis 1dB), 
Abfallzeit 1.5s pro 20dB.

*-----
F.30.3. Dynamikkompressoren / Limiter

Eine automatische Lautstärkeregelung wünscht man sich spätestens, seit dem
die Werbung im Fernsehen einem wegen Lärmmaximierung die Ohren abfallen 
lässt. Die simpelste Methode verwendet einen Spannungsteiler aus einem 
Widerstand und einem LDR der von einer Glühlampe bestrahlt wird, die am 
Lautsprecher hängt, weil die Glühlampe eine perfekte RMS-Umsetzung macht 
und der LDR die passende Trägheit für die Regelung mitbringt. Tontechniker
haben 'ihre' Glühlampe gehütet wie ihren Augapfel. Lässt sich auch mit 
einem OTA wie LM13700 aufbauen.

 TDA1054
 NE572
 http://www.epanorama.net/links/audiocircuits.html
 http://sound.westhost.com/project67.htm
 http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/otalim.htm

*-----
F.30.4. Dezibel

Auch ausserhalb der Akustik werden oft Angaben in dB (Dezibel, 10tel Bel) 
gemacht, obwohl es keine SI Einheiten sind. Mit Dezibel gibt man das Verhältnis
von 2 Leistungen P1 und P2 an dB = 10 log (P1/P2), damit man bei 
Hintereinanderschaltung von Verstärkern oder Abschwächern einfach die 
Angaben addieren kann und nicht multiplizieren muss. 
Also alles eine Erfindung der Vor-Taschenrechner-Ära.
3 dB mehr sind eine Verdopplung, 10dB schon verzehnfachung und 20dB 
verhundertfachung der Leistung. Da man an derselben Last mit doppelter 
Spannung die vierfache Leistung bekommt, ist bei Spannungsverhältnissen 
db = 20 log (U1/U2) definiert.3 dB mehr sind 1.414-fache, 10dB sind 3-fache 
und 20dB sind 10-fache Spannung.

Bleibt die Frage: Im Verhältnis zu was ? Fachidioten sagen "ist doch klar", 
Klügere schreiben es wenigstens dazu, z.B. dBuV, also Dezibel in Bezug auf 
1uV und somit ein Spannungsverhältnis, und merken nicht, das das immer 
noch nicht ausreicht, weil man zum Vergleich mit einem Leistungsverhältnis 
dBm (Bezug 1mW) wissen muss, an welchem Lastwiderstand Z gemessen wird. 
In diesem Fall an 60 Ohm, weil es bei uV wohl um Antennensignale geht.
(Dieser Satz stammt aus der Zeit als Koaxkabel noch 60 Ohm hatten, heute 
haben sie 50 Ohm, man sieht also wie blind die Annahme ist, das 'man schon
weiss' welche Impedant gemeint ist).

 P[dBm] = U[dBuV] - 10 log Z [Ohm]

Bei Audio sieht das schon anders aus. Man will optimale Qualität. Da 
Stromrauschen und Spannungsrauschen nicht zu trennen sind, und bei auf 0 
reduziertem Stromrauschen eben der andere Term unendlich wird und umgekehrt, 
erreicht man minimalstes Rauschen bei Leistungsanpassung wie oben, aber der 
Klirrfaktor wird dabei exorbitant, weil die Belastung der Quelle die Spannung 
einbrechen lässt. Die der Berechnung zu Grunde gelegten 600 Ohm des Ausgangs 
will man durch den Eingang nicht belasten, also hat der über 10k. Zu Hause 
(Chinch) ist 1dBu = 1mW an 600 Ohm und somit 0.775Vrms oder 1Vp oder 2Vpp, im 
Studiobereich (XLR) wird in dBVU gemessen und 1dBVU = +4dBu. Der Headroom bis 
Verzerrungen durch Übersteuerung auftreten sollte weitere +6dB betragen, und 
da OpAmps nur im mittleren Drittel der Versorgungsspannung halbwegs linear 
sind, braucht man schon +15V/-15V Versorgungsspannung.

 http://www.sengpielaudio.com/SpannungsverstaerkungUndDaempfung.pdf

*-----
F.31. Oszillatoren

Die für viele Bastler erste Schaltung ist der 2-Transistor-Rechteckgenerator. 
Ab 6V Versorgungsspannung Ub benötigt er Dioden in der Basiszuleitung, sonst 
wird Ubemaxreverse der Transistoren überschritten, denn die Spannung der
beiden sich in X kreuzenden Leitungen liegt zumeist unter  0 Volt im Negativen. 
In der Simulation geht der nur, wenn man absichtlich Unsymmetrieen einbaut 
und ihm viel Zeit zum Anschwingen lässt:
  +---+---+---+-- +Ub    +------+---+------+-- +Ub
  |   |   |   |          |      |   |      |
 R1  R2  R3  R4         R1     R2  R3     R4
  |   |   |   |          |      |   |      |
  +-C-+   +-C-+-- out    +---C--+   +--C---+-- out
  |+   \ /   +|          |  +    \ /    +  |
  |     X     |          |        X        |
  |    / \    |          |       / \       |
  >|--+   +--|<          >|-|<|-+   +-|>|-|< (NPN)
 E|           |E        E|                 |E
  +-----------+-- GND    +-----------------+-- GND

Man glaubt es nicht, wie viele Oszillatorschaltungen es mit 2 Transistoren
gibt:  http://www.4qdtec.com/mvibs.html

Wenn für R1 (und R4) Glühlampen (oder LEDs mit Vorwiderstand)
genommen werden, und die Cs gross genug sind (Elkos) bekommt man
einen (Wechsel-)blinker. Mit kleinen Kondensatoren und Lautsprecher
anstelle R4 (oder Verstärker an out) wird´s ein Tongenerator.
Ein Blitzlicht entsteht durch:
  +----------------+--- 6V
 E| PNP          Lampe (6V/0.5W)
  >|-|>|-+-2k2-10u-+
  |      |         |
  +------(--22R---|< NPN
         |         |E
         +--120k---+--- Masse

Vielleicht auch einen LC-Oszillator für Sinusschwingungen von
kHz bis GHz mit f=sqrt(1/(L*C)). Der Emitterwiderstand R sollte 
ca.  Rres*(Vcc-0.7)/1.4 sein. Rres ist der Resonanzwiderstand 
des Kreises. Oder statt R eine Konstantstromsenke geregelt aus 
dem Mittelwert des Ausgangssignals, das ergibt ein klirrarmes
Signal regelbar (per Kapazitätsdiode) über einen grossen 
Frequenzbereich.
  +--+--+--+-- +Ube
  |  |  |  |
  |  L  C  |
  |  |  |  |
  |  +--+-|< NPN
  |  |     |E
  +-|< NPN |
     |E    |
     +-----+--
           |
           R (einstellbar zum Ausprobieren)
           |
         Masse

Viele (digitale) Schaltungen benötigen ein Taktsignal. Klassischerweise 
kann man den NE555 oder dessen CMOS-Version LMC555/TLC555 nehmen, 
aber der braucht recht viele zusätzliche Bauteile. (Beim NE555 braucht man
ausserdem einen extrem niedrigen Pegel um RESET auszulösen, 0.5V können
schon zu viel sein). Ein Schmitt-Oszillator mit dem 74HC14 bzw. TC4S584 
Schmitt-Trigger ist einfacher wenn die Frequenz nicht so genau sein muss
          TC4S584          NL27WZ04
 GND --C--+-|>o-+-       +-|>o-+-|>o-+-
          |     |       R2     R     |
          +--R--+        +-----+--C--+

und die zweite Schaltung kommt mit einem kleinerem Kondensator aus, weil er 
um 1 1/3 VCC umgeladen wird, und nicht nur um die Hysterese (Abstand 
zwischen Einschaltspannungsschwelle und Ausschaltspannungsschwelle des 
Schmitt-Triggers), aber dafür muss R2 verhindern, das der Strom über die 
Schutzdioden abfliesst. 

 f=1/(2.2 R1C)Hz, R2>8 R1, C>50pf, 500kHz: C=75pf, R1=12k, R2=100k.

Für langsame Takte müsste man grosse Kondensatoren verwenden (Elkos 
sind wegen Leckstrom und Ungenauigkeit hier schlecht). Dann greift man 
zum CD4060 oder CD4045 und betreibt ihn mit RC oder (32.768kHz) Quartz 
(siehe Datenblatt) oder CD4521 an 4,194304 MHz Quartz. Sekundentakt und 
Minutentakt produzieren auch PCF8573 und ICM7213. DS2417 ist eine 
winzige RTC mit bloss 200nA Stromaufnahme von http://www.maxim-ic.com/ .

Ohne zusätzliche Bauteile, dazu noch programmierbar und ohne Quartz auf 
1% genau sind DS1075 & Co von http://www.maxim-ic.com/, DS1065 gar nur 
3-polig, aber wer verkauft die schon ? Auch http://www.kinseki.co.jp/
hat so was.

Für Sinussignale siehe AN-263 und LB-16 von http://www.national.com/ ,
oder das Datenblatt des CA3140 von Intersil (mit CA3080A und CA3086).
Siehe auch XR2206, XR8038 und MAX038 als Funktionsgeneratoren
http://www.alternatezone.com/electronics/hsfg.htm oder 
http://www.mitedu.freeserve.co.uk/Circuits/Testgear/funcgen.htm
oder HSP5412/5416, ISL5314 und AD9850/9852 u.a. als DDS Generatoren
oder AD9833 erzeugt bis 10MHz DDS Sinus, Dreieck, Sägezahn, Rechteck.

 http://www.mypage.bluewin.ch/bombach/DDS_Tutorial_rev12-2-99.pdf
 http://www.analog.com/ DDStutor.pdf
 http://www.alternatezone.com/electronics/dds.htm
 http://www.mikrocontroller.net/projects/dds/ (immerhin besser als XR8038)
 http://www.myplace.nu/avr/minidds/index.htm (immerhin besser als XR8038)
 http://www.conrad.de/ 190316 (ELV20292+AD9835+AD811 Schaltplan)

Und die blinkende Glimmlampe ist so leicht nicht zu schlagen, in der BlinkLED
sind viel mehr Bauteile hineinintegriert.
 +Ub (ca. 130V)
  |
  R (hochohmig genug, so 1M)
  |
  +---+
  |   |
  C Glimmlampe
  |   |
 GND GND


> Quartzoszillatoren

...sind Schwingquartze zusammen mit der Oszillatorelektronik in einem Gehäuse
(ca. 1 x 2cm wie DIP14 mit Pin1:n.c. Pin7:GND Pin8:Ausgang Pin14:VCC).

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F.32. Temperaturmessung

Wie misst man Temperaturen ? 

 http://www.national.com/ Temperature Sensor Handbook PDF

Bei ratiometrischer Messung kommt man ohne Referenzspannungsquelle aus
und spart sich somit Probleme mit deren eventueller Temperaturabhängigkeit
oder sinkender Batteriespannung. Grundschaltung ist die Wheatstone-Brücke
bei der die Differenz auf 0 abgeglichen wird, oder ein 
batteriespannungsbezogenes Sigma-Delta A/D Umsetzungsverfahren wie im 
ICL7107. Für die ratiometrische Messung eignen sich eigentlich nur 
temperaturabhängige NTC und PTC (auch Silizium KTY) Widerstände, 
netterweise sind die auch noch sehr billig. Platin Pt100 (100 Ohm bei 
0GradC, Messstrom um 1mA, Spannung um 0.1V) und Pt1000 (100uA für 0.1V) 
RTD Sensoren sind genauer und temperaturfester, aber auch teurer.

 http://www.oliverbetz.de/pt100/pt100.htm
 http://www.temp-web.de/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=122 (Messabweichungen)

Oder man nimmt einfach die Vorwärts-Flussspannung einer Diode, die ist 
temperaturabhängig genug, siehe AppNote AN781.pdf "Solving Sensor Offset 
Problems with the TC7106" von http://www.microchip.com/ . 

Wenn man ein Messgerät hat, welches einen Absolutwert anzeigt, so wie ein
Digitalmultimeter, gibt es Halbleitersensoren wie LM34, LM35, LM45, LM50, 
LM334, LM335, AD590 (100nF von Gehäuse zu beiden Anschlüssen legen, 
sonst Probleme mit Hf), AD592 an einer extra Batterie (9V Block).
  +9V                         +9V
   |                           |
 LM334--+                     10k
   |   230R                    |
   +----+-- Messgerät 10mV/K   +-----+-- Messgerät 10mV/K (2.18-4.23V)
   |                           |     |
  10k                        LM335--10kAdj
   |                           |     |
  GND                         GND   GND

Allerdings ist der LM334 nicht geeignet, wenn sich bei niedrigem Strom die
Spannung über ihm schnell ändert. Die Slew-Rate bei 10uA liegt unter 0.01V/us, 
es kann also bei steigender Spannung sein, das der LM334 millisekundenlang
gar keinen Strom fliessen lässt.

Thermoelemente ERZEUGEN gar eine Spannung, allerdings benötigen sie 
einen ZWEITEN Temperatursensor zur Kompensation, weil man mit einem 
Thermoelement eigentlich nur die Temperaturdifferenz zwischen Sensor 
und Messgerät misst. Billige Multimeter mit Thermoelementanschluss gehen 
daher davon aus, das das Messgerät immer 20 GradC hat :-)

Siehe "temperature sensors" in section 7 und "resistor and thermocouple errors 
in high accuracy systems" in section 10 der "practical design techniques for 
sensor signal conditioning" von http://www.analog.com/ "Training and Events"

Obwohl die meisten Microcontroller inzwischen eingebaute A/D-Wandler sogar 
mit 10 bit haben, suchen viele Leute noch immer nach direkt digitalen Sensoren 
wie DS1620/1820 (Maxim, bleiben nach hundert Auslesungen schon mal einfach 
stehen, nur VCC aus/an hilft) LM75/76 (NS, braucht Serienwiderstände zur 
Verhinderung von LatchUp) AD7816 (Analog) obwohl die teuer und ungenau sind 
und relativ schnell wieder durch inkompatible 'Nachfolgemodelle' ersetzt 
werden.

Der LM56 von http://www.national.com/ ergibt einen selbständigen Thermostaten, 
der ADT05 sowie teure TMP01 von http://www.analog.com/ auch, aber man kann 
so was auch einfach mit einem als Schmitt-Trigger verwendeten OpAmp basteln.
  +-----+---+------- +
 R1    R2   |
  +-----)--|-\   
  |     |  |  >--+-- out
  |     +--|+/   |  
 Therm. +---)-R4-+
  |    R3   |   
  +-----+---+------- Masse

Widerstandswert R1, R2, R3 ungefähr gleich dem von Therm. (Thermistor, NTC 
seltener PTC dann lieber R1 und NTC vertauschen) bei Nenntemperatur. R4 
bestimmt die Hysterese (gross im Verhältnis zu R2|R3), z.B. 100 * R2|R3. 
Gewisse Widerstände (R1, eventuell R4) können mit einstellbaren Potis ersetzt 
werden. R1 und Therm. vertauschen wenn Ausgang genau im umgekehrten Moment 
schalten soll (Heizung/Kühlung).

Siehe auch PWM Lüfterreglung F.25. Motoren & Dimmer

Berührungslos kann man Temperaturen mit PIR Infrarotsensoren wie RE200 von
http://www.glolab.com/ messen, beschrieben in irsystem.pdf. Da die Dinger nur 
auf TemperaturÄNDERUNG reagieren, klappt beim 'ImOhrFieberThermometer' 
mechanisch eine Oberfläche bekannter Temperatur aus der Sensorsichtlinie.

Absolute Strahlungstemperaturen misst man mit einer Thermopile, das sind
übereinandergestapelte Thermoelemente (z.B: von Perkin-Elmer).

*-----
F.32.1. Gas-Sensoren

Die klassischen Gas-Sensore von Valvo oder Figaro mit der Sinterpille hinter
Metallgeflecht reagieren zwar wie im Datenblatt beschrieben auf bestimmte Gase
wie Kohlenmonoxid und Butan, aber ihr Widerstand schwankt auch mit der
Temperatur und Luftfeuchtigkeit, so das sie ohne Kompensationsmassnahmen
(so wie in den billigen Bausätzen) nicht zu gebrauchen sind.

*-----
F.33. Drosseln & Spulen

Die meisten Hobbybastler haben Angst vor Spulen, obwohl das die einzigen 
Bauteile sind, die man mit gutem Ergebnis (oft sogar besserem als kommerziell 
hergestellte) selbst bauen kann. Dann sollte man das auch tun :-) schliesslich 
ist das kommerzielle Angebot so dünn, weil auch viele Elektronikproduzenten sie 
sich aus Draht selber herstellen. Drosseln (choke) nennt man solche Spulen, bei 
denen der Gleichstromanteil grösser als der Wechselstromanteil ist. Drosseln 
sind deswegen auf geringen Drahtwiderstand hin optimiert, während Spulen (coils) 
lieber weniger Ummagnetisierungsverluste bringen.

Die bei Detektorempfängern verwandten komplizierten Waben-Luft-Spulen (honeycomb) 
mit extrem niedriger Wicklungskapazität und hoher Güte (bis 100) aus 
seidenumsponnener Hf-Litze sind heute dank aktiver Bauelemente (Verstärkung) 
nicht mehr nötig, es tut meist ein um einen Kern gewickelter Kupferlackdraht was 
eine Güte von 10 ergibt. Induktivität und Güte ändern sich letztlich mit der 
Frequenz und dem Strom. Ein LRC-Messgerät ist nützlich, damit man sein Ergebnis 
bewerten kann, denn Datenblätter und Formeln geben nur Abschätzungen an. Aber bei 
Störfiltern und Schaltreglern kommt es eh nicht so genau drauf an, und bei 
Schwingkreisen wird man sowieso an einer Stelle eine Trimmbarkeit haben. 

Kondensatoren kennt jeder: Wenn man in einen 1 Farad Kondensator 1 Sekunde lang 
einen Strom von 1 Ampere hineinschickt, wurde er um 1 Volt aufgeladen. Die 
Ladung wird im elektrischen Feld im Dielektrikum gespeichert. Die Spule 
funktioniert vollkommen identisch, lediglich Strom und Spannung sind vertauscht. 
Wenn man an eine 1 Henry Spule 1 Sekunde lang 1 Volt anlegt, steigt der Strom 
durch die Spule um 1 Ampere. Die Energie wird im magnetischen Feld gespeichert.
Ein geladener Kondensator, den man kurzschliesst, erzeugt einen heftigen Strom.
Eine geladene Spule, die man von der Stromquelle abklemmt, erzeugt eine hohe 
Spannung (Zündfunke durch Gegeninduktion).

Während man an einem Kondensator ruck-zuck den fliessenden Strom ändern kann 
(z.B. von wenig hinein auf viel heraus), sich aber die Spannung an den 
Anschlüssen nur widerwillig ändert, weswegen man Kondensatoren zur Glättung 
der Spannung verwendet, kann man an einer Spule die Spannung an den 
Anschlüssen beliebig ändern, der Strom jedoch wehrt sich und ändert sich 
nur langsam, weswegen man eine Spule zur Glättung des Stromflusses verwenden 
kann.

Man mag fragen, welchen Unterschied das macht, fliesst doch bei einer bestimmten 
Spannung auch meist ein bestimmer Strom (U=R*I), so das es egal ist, was man nun 
von beiden glättet, das andere wird dann gleichziehen. Aber das gilt nur bei 
einer rein ohmschen (also primitiven) Schaltungsbetrachtung. Sobald es 
interessanter wird, macht es sehr wohl einen Unterschied, und wer sich dann nur 
auf ein Bauteil (den Kondensator) verlässt, konstruiert murksige Schaltungen.

Ein Beispiel wäre die Verringerung einer Gleichspannung von sagen wir 12V auf 
5V bei einem Strombedarf von 1A. Man kann das (ungeregelt) mit einem Widerstand 
von 7 Ohm machen, oder durch den geregelten Widerstand eines Transistors aus 
einem linearen Spannungsregler, verbrät damit aber 7 Watt. Man kann auch mit 
einem (Transistor als) Schalter die 12V nur 17.36% der Zeit einschalten, was an 
den Verbraucher dieselben 5 Watt bringt, aber die meisten Verbraucher halten 
diese gepulste Überspannung (PWM) nicht aus (Widerstände, Motoren und Glühlampen 
i.A. schon). Ein Kondensator parallel zum Verbraucher, der die Spannung glätten 
soll, erzeugt Probleme: Schaltet der Transistor ein, bewirkt das einen 
Kurzschluss zwischen der 12V Spannungsquelle und dem ungeladenen oder auf 5V 
geladenen Kondensator. Es fliesst viel Strom, der Transistor geht kaputt, oder 
es wird mehr als 50% der in den Kondensator fliessenden Energie im 
Zuleitungskabel in Wärme verballtert. Da hätte man gleich einen Widerstand 
oder Linearregler verwenden können. Man muss also den Stromfluss in der 
Zuleitung zum Kondensator glätten, obwohl die Spannung springt. Dafür eignet 
sich eine Spule. Es interessiert die Spule nicht, das die Spannung an ihren 
Anschlüssen springt, sie hält einen nahezu gleichen Stromfluss aufrecht, wenn 
ihre Induktivität gross im Verhältnis zur Schaltzeit ist. Wenn man nun noch das 
Ein-/Ausschaltverhältnis des Schalttransistors in Abhängigkeit zur 
Ausgangsspannung regelt, ist der Step Down Buck Schaltregler mit seinem hohem 
Wirkungsgrad erfunden.

Wer mit Spulen zu tun hat, sieht oft das Hysteresediagramm:
 B^      ...
  |  ....
  | . .
  |. .       (erster Quadrant, schlecht gezeichnet)
  . .
 .|.
 -+---------> H

und dabei stehen physikalische Begriffe, die die Elektroniker nicht kennt.
H ist proportional dem durch die Spule fliessenden Strom (Windungsanzahl und
die Länge der Magnetfeldlinien fliesst hier ein, können dem Elektroniker aber 
egal sein, der seine Spule fertig kauft). B kann man von aussen beeinflussen. 
B wird in Weber = Vs (Volt mal Sekunden) angegeben (Windungsanzahl und 
Querschnitt des Kerns fliessen hier ein, können einem aber auch egal sein, 
wenn man die Spulen nicht selber baut). 

Legt man von aussen an die Spule eine Spannung (von 1 Volt) eine Zeit (1 
Sekunde) lang an, bewegt man sich auf der B-Achse nach oben. Legt man die 
Spannung doppelt so lange an, bewegt man sich doppelt so weit nach oben. Legt 
man die halbe Spannung an, kommt man nur halb so weit. Je weiter man im 
Diagramm nach oben kommt, um so mehr steigt auch der Strom in der Spule an. Je 
steiler die Kurve ist, je grösser ist die Induktivität der Spule, je höher die 
Permeabilität, aber irgendwann ist die Spule gesättigt (bei Metallkern recht 
schnell, bei Luft eher nie). Dann steigt der Strom sehr schnell an, die Spule 
hat kaum noch eine Induktivität. Legt man dann 0 Volt an die Spule an 
(Anschlüsse kurzschliessen), fliesst weiterhin der bis da hin erreichte Strom 
(Verluste durch Drahtwiderstand), kehrt man aber die angelegte Spannung um, um 
den Stromfluss zu verringern, folgt man der anderen Linie der Hysteresekurve. 
Der Unterschied zwischen den beiden Linien ist der Verlust im Kern.

Das war's, das Diagramm für Kondensatoren sieht übrigens genau so aus, bloss 
Strom und Spannung vertauscht und (viel geringere) dielektrische Verluste statt 
Verluste im Kern, und statt Sättigung gibt es Durchschläge.

Eine Spule geht kaputt weil sie zu heiss wird und die Isolation schmilzt oder 
der Kern seine Curie-Temperatur überschreitet. Sie muss also die Verluste im 
Draht und vom Kern (optimalerweise 50% zu 50%) über ihre Oberfläche an die 
Umgebung abstrahlen können. Eine Spule muss also eine bestimmte bauliche Grösse 
haben, um eine bestimmte Leistung verbraten zu können. Das kann man bei 
üblichen Umgebungsbedingungen aus den Datenblättern der Kernmaterialhersteller 
abschätzen, wer's genau wissen will muss die Temperatur in seinem Aufbau messen,
und wer sich nicht sicher ist, nimmt eine baulich grössere Spule. Wer eine 
kleinere Spule haben will, nimmt ein (bei der Frequenz) tauglicheres (=teureres) 
Kernmaterial.

Wer Kondensatoren kauft, versucht, den nötigen Kapazitätswert zu bekommen (oder
etwas mehr) und kauft ein Teil, das mindestens die angegebene Spannung aushält.
Eine viel zu hohe Spannung ist baulich zu gross und zu teuer, wird man also 
vermeiden. Bei Spulen sollte halt auch der Induktivitätswert erreicht werden, 
und die Spule muss mindestens für den fliessenden Maximalstrom geeignet sein. 
Das war's im wesentlichen, statt 1000uF/16V also 45uH/2A.

Und ebenso, wie es unterschiedliche Kondensatoren gibt (Elkos, Vielschicht, Folie, 
Glimmer) die aber normalerweise 'schon passen', gibt es verschiedene Spulen 
(Eisenkerntrafo, Ferritringkern, Luftspule) deren Eigenschaften auch zum 
Anwendungszweck passen sollten. Zur EMV Unterdrückung nimmt man Material #43.

 http://www.circuitsage.com/ (Hf, Filter, Spulen, Microstrip, S-Parameter, Referate)
 http://www.epcos.de/inf/80/db/fer_01/01240150.pdf
 http://www.edn.com/article/CA56647.html
 http://www.qsl.net/xq2fod/Electron/Magnet.html

Leider unterscheiden sich deutsche SI und amerikanische CGS Einheiten:

 http://focus.ti.com/lit/ml/slup128b/slup128b.pdf
 http://www.pleo.com/MICROMETALS/mmt5.htm

Ein Transformator ist eine Spule mit einer zweiten Wicklung (oder mehr, 
oder Spartrafo). Die primäre Wicklung ist so ausgelegt, das bei offener 
(=nicht vorhandener) zweiter Wicklung der Kern nicht in Sättigung geht 
(oder zumindest der Trafo nur so weit in Sättigung geht das er nicht zu 
warm wird). Die zweite Wicklung wird im notwendigen Windungsverhältnis 
angelegt, wobei es den Unterschied zwischen Leerlaufspannung und 
Nennspannung bei Nennbelastung gibt, hervorgerufen durch den ohmschen 
Widerstand der Sekündärwicklung und dem transformierten Wicklungswiderstand 
der Primärwicklung (Kupferverluste) und magnetische Verluste.

Kupferverluste: Eine Stromdichte von 4,5 Ampere/mm2 ergibt bei einer 
Übertragergröße bis etwa 100 Watt erfahrungsgemäß eine Temperaturerhöhung 
von etwa 30 Grad. Berechne bei DC-überlagterter HF den Gleichstromquerschnitt 
und den Wechselstromquerschnitt (Skin-Effekt) getrennt.

 50Hz Trafoberechnung http://www.waasner.de/ unter Technik
 http://www.jogis-roehrenbude.de/Transformator.htm
 http://student.math.hr/~sklaic/electronics/

Vno: Joerg Schulze-Clewing 22.9.2004

Übertrager: Im Datenblatt des Hersteller nachsehen, ob er für die Frequenz
geeignet ist. Dann Al Wert nachsehen. Alte Bauernregel: Wicklung muss etwa 
vierfache Blindimpedanz haben verglichen mit der Nennimpedanz der Schaltung, 
die den Übertrager treibt. Oder etwas mehr. Die dazu nötige Zahl Windungen 
mit dem Al Wert berechnen. Sekundär so viele Windungen, dass das gewünschte 
Verhältnis herauskommt. Es sollte einfach, zweifach, vierfach, halb, viertel 
etc. sein, damit man bifilar wickeln kann. Dann bekommt man einen schönen 
Breitbandübertrager.

Das Prinzip der Hf-Litze funktioniert auch bei Leiterplatten. Trennt man eine
Leiterbahn in parallele exakt gleichen Widerstands auf, sinkt die Induktivität
(weil im Endeffekt die inneren Adern keine Induktivität beitragen):
    ----------
   /          \
===------------===
   \          /
    ----------

Ein Reed-Schalter braucht eine Durchflutung von 10-100A, wenn der grosse also
bei 16A sicher schalten soll 7 Windungen Draht drumrum.


> Güte eines Schwingkreises

Stösst man einen Schwingkreis der Güte 6 mit einem impulsförmigen Strom von 
3A an, stellt sich ein Kreisstrom von 3*6=18A ein.

*-----
F.34. Gehäuse

Leergehäuse sind teuer. Billige Gehäuse sind Ramsch. Wenn man sich keine 
fertigen Gehäuse leisten will, sollte man sich nach Plastikschachteln und 
alten HiFi-Geräten umsehen. Man kann Frontplatte und Rückseite meist leicht 
mit einer dünnen selbstklebenden Aluplatte abdecken.
Damit bei den bewährten Bopla Element Gehäusen keine Befestigungsschrauben 
im Frontdeckel notwendig sind und man den Deckel einfach abnehmen kann, baut 
man alles auf die im Boden eingelassenen Gewindebuchsen auf, durch ausreichend 
grosse, eventuell mehrstöckige Platinen auf Gewindeabstandsbolzen.

Schon das simple Anbringen eines Bauteils ohne direkte Befestigungsmöglichkeit 
an einer Frontplatte kann zu einem Abenteuer werden, weil man es meist nicht 
solide genug macht. Kleben ist schon mal ganz schlecht, man muss das Teil 
sicher noch mal austauschen. Irgendein Halter irgendwo ist auch wackelig. 
Lötet man das Teil auf eine eigene Platine, und befestigt diese mit 2 
Gewindeabstandsbolzen und 2 Schrauben hinter der Frontplatte, taugt es was. 
Betrachte die sichtbaren Schrauben in der Frontplatte als Markenzeichen für 
Qualität.

> Selbermachen ?

Ohne Biegebank kann man das Abknicken von Blech schlicht vergessen (und 
fertige Biegebänke sind selbst bei eBay teuer, weil sich die meisten 
metallverarbeitenden Betriebe Ihre selber bauen). Es bleiben nur einfache 
Methoden, die ohne Blechbiegerei auskommen. Denkt durchaus auch an 
Gehäuse aus Holz, ein in der Massenproduktion viel zu edles Material, das
man durch eintauchen in Natronwasserglas oder Natriumtetraborat (Borax) 
flammhemmend hinbekommt.

> Fontplatte

Bekleben mit bedrucker Folie (Zweckform 2507 oder Laserdrucker Polyesterfolie
Avery/Zweckform 4776) mit Ausschnitten für Anzeigen und LEDs, laminieren bzw. 
abdecken mit Klarsichtfolie (REGULUS Signolit UV 2G), das ist dann auch 
geeignet, um Taster hinter Löchern abzudecken.

 http://www.industriegehaeuse.woehrgmbh.de/
 http://www.schaeffer-apparatebau.de/
 http://www.proma.de/
 http://www.weishauptgmbh.de/
 http://www.claus-groth.de/

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G. Links

Von: Ralf Stephan 23.11.1999

Elektronik Vorlesung mit Transistorgrundschaltungen
 http://www.home.fh-karlsruhe.de/~wokl0001/El/Skript/Elektronik.pdf

ELKO Elektronik Kompendium Elektronik Grundlagen-Wissen
 http://www.elektronik-kompendium.de/

Tutorium Elektronische Schaltungen - Einführung
 http://heureka.e-technik.uni-ulm.de/Tutorium/

Online Elektronik Grundlagen Bücher mit Experimenten
 http://www.vias.org/electronics.html

The Unusual Diode FAQ
 http://www.avtechpulse.com/faq.html/

LED Museum
 http://ledmuseum.home.att.net/

DSP Digitale Signal Prozessoren
 http://www.dspguide.com/

Electronics info page
 http://www.epanorama.net/

Analog Chip Design Handbuch
 http://www.arraydesign.com/

Elektronik Erstkontakt Anleitungsbuch
 

http://www.produktinfo.conrad.de/datenblaetter/175000-199999/192961-an-01-de-Schuko_Electron

ic_Grundstufe_A.pdf

The Art of Assembly Language Programming
 http://webster.ucr.edu/Page_asm/ArtofAssembly/ArtofAsm.html
 http://webster.cs.ucr.edu/Page_AoA/0_AoAHLA.html

Strukturiertes Programmieren in C
 http://courses.iicm.edu/programmieren0/#buch

DIN-Normen-Suche, leider keine Dokumente, ein gespielter Witz
 http://ipac.zlb.de/dinnormen/dinsuche.asp 

Mikophone

 http://www.schoeps.de/D-2004/miscellaneous.html

GNU
 http://www.gnu.org/

Liste Online-Bücher zum Thema Elektronik
 http://www.lug-kiel.de/links/books1.html#Electronics

Von: Oliver Betz 1999

> Wo kann ich die teueren Normen und Bücher einsehen?

 http://www.beuth.de/ "Partner des Verlages" "DIN-Normen-Auslegestellen"

Im Lesesaal der Hochschule Deines Mißtrauens. Kostenlos, und jeder mit 
Wohnsitz in D kann sogar ausleihen, auch wenn er nicht studiert. Mache ich 
heute noch, obwohl schon an der Schwelle zum Verwesi.

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H. Drucker (Tinte / Laser)

Von: MaWin 7.8.2000

Gehört nicht in die d.s.e FAQ, aber mein Epson Stylus Color 600 hatte 
neulich Probleme mit verstopften Düsen, und nach d.c.h.d kommt das öfters 
vor. Allerdings fand sich in d.c.h.d und den dort genannten WebSeiten 
keine Problemlösung und keine FAQ. Also musste ich selbst ran:

Fehlerbeschreibung: Der Drucker funktionierte problemlos mit 2 Sätzen 
Original Epson Tinte. Seit dem ich auf die deutlich billigere KMP Ersatztinte 
umgestiegen bin, erforderte jede längere Stillstandszeit 1 - 2 Reinigungen. 
Seit dem mein Händler UPrint Tinte lieferte (zuerst bei farbig verwendet), 
nützte auch mehrfaches Reinigen nichts mehr, einige Düsen blieben inaktiv. 
Im Gegenteil: Die nächste Reinigung zeigte oft ein schlechteres Druckbild 
als die vorhergehende. Also konnte es keine Verstopfung sein. Da beim 
Reinigen auch schwarz leer wurde, tauschte ich auch schwarz gegen eine 
neue Patrone von UPrint. Danach fiel schwarz komplett aus. Nur nach 
tagelangem Warten kamen beim Düsentest mal kurzzeitig einzelne Linien. 
Ursachenanalyse: Nach Auseinanderbau des Druckers (4 Schrauben des 
Deckel ab, blauen Patronenhalterdeckel hinten aushaken und wegklappen) 
entsprechend den Hinweisen in der FAQ auf

 http://www.enderlin.com/

und Entnahme der Patronen fiel auf, das am Auslass der farbigen Tinte 
Luftblasen in der Patrone waren, die vermutlich auch in den Druckkopf 
gelangten. Bei der schwarzen Patrone war die Luftausgleichsöffnung 
(die von der oben der Aufkleber entfernt wird) durch Kleberreste noch 
immer verschlossen.
Nachdem der Kleber entfernt wurde und Luft in die Luftöffnungen der
Patronen geblasen wurde, bis aus dem Druckköpfen unten Tinte rauslief, 
(dazu schlauerweise vorher ein gefaltetes Küchentuch unter dem Kopf 
durchziehen, Aber Achtung: Es ist dann deutlich weniger Tinte in der 
Patrone, die Restmengenanzeige funktioniert nicht mehr richtig, ihr solltet 
die Patronen rechtzeitig austauschen) funktionierte der Drucker wieder 
unregelmässig. Bei grossen Flächen gab es Aussetzer, weil die Tinte 
nicht schnell genug nachläuft, manchmal fallen einzelne Düsen aus. Es 
lag also an den miesen Patronen, das sich Luftblasen gebildet haben. 
Seit dem wieder Epson Tinte drin ist, geht er problemlos. Die c't warnt 
davor, Ersatztinte verschiedener Hersteller zu mischen. Also sollte 
zwischen 2 Patronen von verschiedenen Fremdherstellern mindestens 
eine Original Epson Patrone verwendet werden.

Resümee: Ich kaufe keine Tinte von UPrint mehr. BASF-Tinte scheint auch 
ruck-zuck Drucker zu ruinieren. Es gibt nach Angaben von d.c.h.d viele Leute, 
die wegen angeblich verstopftem Druckkopf ihre Drucker weggeschmissen 
haben. Es würde mich nicht wundern, wenn die alle miese Ersatztinte 
verwendeten. Eine extreme Reinigung kann man bei Epson Druckern 
vornehmen, in dem man einen Schlauch über die Stutzen steckt, die im 
Patronenhalter sichtbar werden, wenn man die Patrone entfernt. Dann kann 
man mit einer Spritze Luft oder Tinte durch den Schlauch die Druckköpfe 
in ein druntergelegtes Küchentuch blasen und saugen, bis sie platzen. 
Nach dem Einsetzen der Patrone sollte man oben in die Patrone pusten bis 
aus dem Druckkopf wieder Tinte rauskommt.

Zumindst bei Epson Druckern scheint die Verwendung von Isopropanol aus der 
Apotheke (enthält 30% gereinigtes Wasser) zum Gerinnen der Tinte in den 
Druckköpfen zu führen, ist also kontraproduktiv. Ob reines Isopropanol 
oder echt destilliertes Wasser als Lösungsmittel geeignet ist, ist unklar. 
Am Besten also nach dem Reinigen mit Luft ausblasen, dann die Tinte aus der 
Patrone durchblasen, damit der Kopf nicht schon am nächsten Tag dicht ist.

Ich war früher überzeugt von Ersatztinte (und habe mir nach Begutachtung der 
Ersatztintenpreise den Epson gekauft), aber die Erlebnisse, bei denen ich fast 
meinen Drucker verloren hätte, haben mir gezeigt, das Drittanbietertinte recht 
risikoreich ist.

Das WISO-Magazin berichtete, das der Canon BJC600 Drucker ein eingebautes 
Verfallsdatum hat, weil er die Tintentröpfchen mitzählt, die beim Reinigen im 
Auffangsbehälter landen, und bei Erreichen einer bestimmten Tröpfchenzahl 
den Dienst verweigert. Nur eine teure 'Reparatur' reaktiviert den Drucker, wenn 
man den Trick nicht kennt (Schwamm der Tintenauffangwanne reinigen, 
Power+Form Feed+Print Mode während des Einstecken des Netzkabels gedrückt 
halten). Natürlich ist das nicht im Handbuch beschrieben. Nachzulesen in c't 
18/2000. Der Epson Stylus Color 400 macht es (nach angeblich 75000 Seiten) 
genau so (alle 4 LEDs blinken), siehe Service-Manual.

Ältere Tintendrucker scheinen schneller einzutrocken als damals, als man sie 
neu gekauft hat. Und das ist auch kein Wunder, wenn man sich den Aufbau 
der Teile so ansieht. Beim Ausschalten wird der Druckkopf zurückgezogen 
und mit einem Deckel mit Gummiring abgedichtet. Allerdings sammelt sich 
gerade dort Staub, so das der Deckel nicht mehr abdichten kann. Auch die 
Reinigungs-Funktion des Druckers selbst, bei der bei Epson tatsächlich mit 
einer kleinen Pumpe (mäek, mäek, mäek) Unterdruck an den Düsen erzeugt wird, 
funktioniert nicht mehr, wenn der Deckel nicht mehr dicht ist. Leider kommt man 
zum Reinigen dort nur ran, in dem man den Drucker auseinanderbaut. Dabei 
kann man auch gleich den Kopf-Scheibenwischer :-) (eine Gummilippe mit Fliess) 
reinigen, die auch stark Staub fängt. Danke Epson. "No user serviceable parts 
inside". Ja, zumindest wenn man dem Kunden jedes Jahr einen neuen Drucker 
verkaufen will. Inzwischen hat es den 600er vollkommen zerrissen. Die 
Schlauchpumpe hat sich den Schlauch reingewickelt.

Auch andere Druckerhersteller hassen niemanden mehr, als ihre Kunden:
Hewlett-Packard sagt zum LaserJet 4: "Da die offizielle HP Garantie Ihres 
Produktes abgelaufen ist, besteht keine Möglichkeit mehr für Software 
Unterstützung per eMail oder Hardware Reparatur Service. Bitte nehmen Sie zur 
Kenntnis, daß die garantiebedingte Periode für technische Unterstützung bei 
Ihrem Gerät verstrichen ist, was auch telefonische Unterstützung mit einschließt." 
Die Reparatur eines HP4L kostet pauschal 285 EUR, also Totalschaden. Beim 
HP4M reisst oft das auf die Schrittmotorachse aufgepresste Plastikzahnrad.

Wenn ein HP3820 beim Öffnen der Klappe den Druckkopf nicht mehr hervorholt und 
mit viel TamTam nur noch leere Blätter auswirft, ist ein unterdimensioniertes 
Zahnradpaar gebrochen. Drucker bis zum Tintenauffangbehälter auseinanderbauen.
Ich habe bei dem einen Zahnrad den überstehenden Zapfen abgefeilt, und beim 
anderen Zahnrad den abgebrochenen Zapfen ganz entfernt, dann einen Metallring 
auf den Körper aufgeklebt, der seinerseits einen Zapfen hat, der in den Rest 
des Zapfens des anderen Zahnrad einhakt. Besonders gut wird es, wenn der Ring 
in eine extra hineingemachte Kerbe des Zahnrads einrastet, so das er sich 
sogar ohne Kleber nicht verdrehen kann, denn es liegt übermässig viel Kraft 
auf der Verbindung.

Andere immer wiederkehrende Probleme: HP IIP/IIIP bis '93 kämpfen mit dem 
Fehler 52 (Laserdrehspiegel läuft zu schnell: 4*10u/16V Subminiaturelkos
austauschen, der in der Ecke gegen 63V, Laserdrehspiegel läuft nicht an: SMD 
HA13456AMP (5 1/4" Floppymotortreiber http://www.VermontFicks.org/hplj.htm
tauschen, neu mit Kühlkörper http://www.strixner-holzinger.de/ , über dem IC 
liegt ein 1 Ohm Widerstand, oft auch geschädigt, siehe auch d.s.e Message ID 
409BE490.DCE40ECD@epost.de) und Papierstausensor Fehler 50. Auch 
die Meldung bei defektem Fuser ist bekannt uninformativ. Der HP5L/6L/1100 
bekommt ein sprödes Papiereinzugtrenngummi und zieht dann den ganzen 
Papiervorrat auf einmal ein, was er sonst nur bei ungeeignetem (rauhem 
Tintendrucker-)Papier tut. Dafür gab es mal ein kostenloses Reparaturkit, 
heute bei http://www.fixyourownprinter.com/

Gegen Speichererweiterung wehrt sich HP auch.  Der 5L benötigt eine 1-8MB JEIDA 
70ns 5V EDO 88 pin DRAM Speicherkarte. HP 4P / 4MP, 4 Plus / 4M Plus, 4V / 4MV, 
5Si / 5Si MX, 5P / 5MP und 6P / 6MP brauchen 72 pin 32 bit SIMMs ohne Parity
von exakt 70ns mit "presense detect". HP LaserJet IIISi, 4 / 4M und 4Si / 4Si MX 
brauchen 72 polige 36 bit SIMMs mit Parity von exakt 80ns mit "presence detect". 
Normalerweise FPM (FastPageMode), EDO geht nur in einigen Druckern.
"presence detect" sind die Pins 11 und 67-70 von denen einige mit Masse 
verbunden sind, andere offen sind, wie es auch Apple-Computer erforderten.

 1MB: 67 Masse 68 offen 11 offen
 2MB: 67 offen 68 Masse 11 offen
 4MB: 67 Masse 68 Masse 11 offen
 8MB: 67 offen 68 offen 11 offen
 16MB: 67 Masse 68 offen 11 Masse
 32MB: 67 offen 68 Masse 11 Masse

 50ns: 69 Masse 70 Masse
 60ns: 69 offen 70 offen
 70ns: 69 Masse 70 offen
 80ns: 69 offen 70 Masse

Und hat man 60ns wenn der Drucker aber 80ns sehen will, lötet man einfach um.

 http://www.shawnbehrens.de/hpmem.htm

Toshiba ist nicht besser. Wenn man endlich die richtige WebSite der Dutzenden
von Toshibas gefunden hat, und ohne Suchfunktion durch alles-durchklicken
feststellt, das nicht mehr produzierte Drucker dort gar nicht mehr aufgeführt 
werden, man eben so lange nach einer eMail-Adresse sucht, die sich dann als 
nicht druckbar und nicht kopierbar herausstellt (argh, Applet), also abschreiben 
und eintippen wie zur Steinzeit, stellt man fest, das die auf Mail erst gar nicht 
reagieren. Na, wie konnte auch jemand die Frechheit besitzen, sich durch den
Dschungel von Kundenzurückweisungen durchzukämpfen...

Wird beim Laserdrucker/Kopierer das weisse Papier nicht nur ausnahmsweise
(danebengerieselter Toner) sondern zunehmend grauer, insbesondere bei jeder 
ersten Trommelumdrehung, ist es Zeit, Trommel und Reinigungsfilz auszutauschen.
Immerhin gibt es gute Refill- und Trommel-Reset Anleitungen 

 http://www.summitlaser.com/

und ein Forum:

 http://www.fixyourownprinter.com/

Achtung beim Tonernachfüllen: Es gibt heutzutage meistens magnetischen Toner 
(enthält schon den Developer) und Toner mit getrenntem Developer (da bleibt der 
Developer im Drucker und muss nur alle paar Jahre ausgetauscht werden, wenn der 
Druck trotz ausreichend Toner immer fader wird, zumeist in alten Kopieren). 
Ausserdem ist Toner für hochauflösende Drucker feiner. Zudem gibt es Hellschreiber 
(der Laser belichtet die Stellen, die weiss werden sollen) und  Dunkelschreiber. Die 
Fehlerbeschreibungen, -ursachen und Behebungen beider passen natürlich nicht 
zusammen.

Im Prinzip dreht sich bei neueren Laserdruckern eine magnetische Walze im Toner,
und ein Gummi streift zu vielen Toner ab. An der Walze liegt Wechselspannung mit
Gleichspannungsanteil je nach gewünschter Druckintensität. Die Belichtertrommel
wird elektrostatisch aufgeladen (heute meist durch einen Bürstenkontakt anstelle
des alten Koronadrahtes), der Laser belichtet und entlädt die Stellen die schwarz 
werden sollen. Die Trommel läuft an der Tonertrommel vorbei und schnappt sich 
den Toner, kommt zum Papier unter dem ein elektrostatisch geladener Draht liegt 
so das das Papier den Toner von der Walze abzieht. Die Trommel wird danach 
ganz beleuchtet, Resttoner abgestriffen (alte Drucker enthalten einen extra 
Resttonerbehälter, manchmal ist der in der Kartusche, neuere Drucker haben so was 
nicht mehr) und wieder aufgeladen. Das Papier wird elektrostatisch entladen und im 
Fuser (durch Halogenlampenstab aufgeheizte teflonbeschichtete Walze) wird der 
Toner auf das Papier geschmolzen.

Andere Serienfehler wie Eizo F56 Zeilentrafo für 60 Euro bei  Teleplan Repair 2000 
GmbH Werkstraße 5 22844 Norderstedt 040 52250310

Sony KV29FX20D schaltet mit blinkender LED automatisch die Programme um,
als ob jemand dauernd auf die Taste Prog+ am Bedienpanel drückt: Zuleitung KEY
zum Bedienpanel kappen.

Humax FTV5600 Netzteil ZD3 ZDP30 unterdimensioniert, R21 100R raucht ab.

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H.1. CD-Player / CD-Brenner / DVD-Laufwerke

Von: MaWin 11.10.2003

CD-Player und CD-Brenner fallen gerne aus und lesen dann keine CDs mehr. Das 
geschieht entweder plötzlich oder es wird langsam immer schlimmer.

In praktisch allen Fällen ist bloss die Optik verdreckt. Reinigungs-CDs zerstören 
entweder den CD-Player oder sind wirkungslos. Macht die Kiste also auf.
Man sollte beim Zufahren der Lade ohne CD im Dunklen bei entfernter 
Sichtschutzabdeckung aus fast jedem Blickwinkel für einige Sekunden den 
Laserstrahl als dunkelroten Punkt in der Linse erkennen können. Keine Angst, 
der Strahl ist schon knapp über der CD-Fläche absolut nicht mehr gebündelt, 
es besteht keine Gefahr von 'Netzhautverbrennung'. Eine Videokamera sieht ihn 
besonders deutlich.

Wenn sich nach dem Einlegen einer CD lediglich die Linse 3 mal auf und ab bewegt,
oder die CD nur kurz anläuft, manchmal sogar rückwärts, und dann stehen bleibt,
oder die CD zu schnell gedreht wird, oder das Inhaltsverzeichnis der eingelegten 
CD nicht angezeigt wird, oder schlechtere CDs zu häufigen Aussetzern neigen,
hilft oft Putzen der Optik, und da klebt der Dreck normalerweise nicht so sehr auf 
der Oberfläche der Linse, sondern natürlich unten drunter und an der senkrechten 
Frontscheibe des Lasers. Man braucht Alkohol pro analysis aus der Apotheke
(Spiritus enthält viel zu viel Dreck der als weisser Schleier eintrocknet) oder 
Isopropanol (als IPA Spray von Kontakt Chemie, Servisol IPA170 von Pollin
für 6,60) oder 1-Butanol pro analysis, 250ml 10 EUR und ölfreie Druckluft (aus 
der Dose wie zum Reinigen von Kameraobjektven verwendet, gibt's auch von 
Kontakt Chemie mit Nummer 67, Servisol B von Pollin für 5.60, aber es gibt 
auch unbrauchbare No-Name Dosen bei eBay mit billigem offenbar ölhaltigem 
Propan/Butan Gemisch).
Ggf. mehrmals die Optik fluten (oder ausgebauten Pickup eintauchen), etwas 
einwirken lassen, und keinesfalls eintrocknen lassen sondern mit Druckluft 
ausblasen. Wichtig: Ausprobieren, ob das alles es schon gebracht hat, kann man 
es erst am nächsten Tag. Glaubt es einfach, es lohnt gar nicht, es am selben Tag 
zu probieren. Irgendwo hängen offenbar immer noch Reste die trocknen müssen. 
Vielleicht hilft es, das Teil so hinzustellen, das keine Linse waagerecht liegt.
Der Erfolg ist gut. Gut 90% der 'defekten' Player lassen sich mit dieser simplen 
Reinigung wieder in Gang setzen. 

Wenn sich jedoch die eingelegte CD normal dreht und nur während des Abspielens 
öfters Aussetzer auftreten, kann auch bloss das Fett der Führungsstange verharzt 
sein. Stangen putzen und neu einfetten (mit kunststofftauglichem Fett).

Wenn der Pickup wie bein einer alten Schallplatte bei jeder leichten 
Erschütterung springt findet sich manchmal ein Tracking-Regker zum justieren.

Wenn der PickUp (also das Teil aus Laser und  Optik) jedoch mechanisch beschädigt 
ist (Linse ab, Folienleiter gebrochen, kein Laserstrahl), kann man ihn tauschen. 
Es ist beim Neueinbau meist keine Justierung notwendig, bei Pioneer öfters doch.

Die Theorie, das bei verdreckter Optik bloss die Laserleistung erhöht werden muss,
ist Unfug. Ebenso, das die Laserleistung mit den Jahren nachlässt. Zwar altert die
Laserdiode und macht aus gleichem Strom weniger Licht, aber die Lichtleistung wird 
in jedem CD-Player per Photodiode geregelt und die Elektronik erhöht einfach den 
Strom bis zum bitteren Ende (maximal möglicher Strom der Elektronik). Die 
Laserlichtleistung bleibt also gleich. 
Man sollte von den Potis die Finger lassen. Etwas zu weit aufgedreht und der Laser 
brennt sich die Spiegel weg. Und zum Einstellen des 'Augendiagramms' fehlen einem 
eh die Serviceunterlagen und das dazu unbedingt notwendige Oszilloskop.

*-----
I. Magazine

Von: MaWin 17.7.2000

Die Zeit der Elektronik-Zeitschriften ist halt einfach vorbei. Seit dem man 
sich alle Datenblätter per Mausklick holen kann, es tonnenweise  
Schaltungsvorschläge gratis in Form von Application Notes gibt, hunderte 
komplette Bauanleitungen auf http://www.conrad.de/ liegen (oder für wenig 
Geld Anleitung und Platine von hunderten anderer Projekte bei
http://www.elv.de/ zu haben sind), "Art of Electronics" alle benötigen 
Grundlagen liefert (und auch noch nett zu lesen ist), viele Hersteller (AD, 
TI, OnSemi, bedingt National, Maxim, Semtech, Fairchild) einem kostenlose 
Muster schicken und Neuigkeiten und Beschaffungsquellen durch 
kostenlose Kennzifferzeitschriften (z.B. Markt & Technik) geliefert werden, 
die meisten Grundgeräte billiger fertig als als Bausatz erhältlich sind, fast 
jeder Elektronikversender online erreichbar ist, gibt es keinen Grund mehr, 
wegen EINEM Datenblatt (-auszug !), den aktuellen Preislisten oder EINEM 
nachbaubaren Projekt 5^H 5,50^H 6,70 EUR für eine Zeitschrift auszugeben. 
Kauft euch lieber ein ordentliches Buch.

Die Elektor beispielsweise ist gar nicht mal wirklich schlechter geworden, sie 
war 1978 genauso (schau einfach mal in eine alte Ausgabe. Als Kind war das 
alles gut, heute sieht man die Fehler, lediglich die ersten Ausgaben von 1970
waren gehaltvoller aber schwerer lesbar 
http://www.elektor.de/Portals/0/Magazine/Downloads/2005/05_1970.zip) aber sie 
ist nicht BESSER geworden - und damit obsolet. Kein Wunder, wenn die Redaktion 
glaubt, von Lesern ("Von Laien für Laien") fertige Artikel für lau zu bekommen. 

 http://www.ednmag.com/ 
 http://www.circellar.com/ 
 http://www.tubecad.com/ 
 http://www.funkamateur.de/
 http://www.elektor.de/
 http://www.elektroniknet.de/
 http://www.elektronikjournal.de/
 http://www.elektronikpraxis.de/
 http://www.megalink.ch/
 http://www.weka.de/ http://www.wekanet.de/ (Markt&Technik, Elektronik, Computer&Automation, 

Design&Elektronik, Funkschau)
 http://www.ukw-berichte.de/
 http://www.heise.de/ (c't, iX)
 http://www.epemag.wimborne.co.uk/
 http://www.industrienet.de/
 http://www.edtnetwork.com/
 http://www.epn-online.com/
 http://www.rfdesign.com/
 http://www.elecdesign.com/
 http://www.embedded.com/
 http://www.pcdmag.com/ (Fabrikation)
 http://www.planetanalog.com/
 http://www.gernsback.com/ (Poptronics)
 http://www.ep.com.pl/ (Praktyczny Elektronik)

*-----
J. ASCII art oder: Warum kann ich die gepostete Schaltung nicht erkennen ?

Von: Ralf Stephan 23.11.1999

Weil sich Usenet und Proportionalfonts nicht vertragen. Du solltest daher dein 
Newsprogramm auf einen dicktengleichen (Courier oder ähnlich) Zeichensatz 
einstellen. Schau dir die folgende Schaltung mit Proportionalschrift und mit 
einem dicktengleichen Font an:
       +-----+
 15V --|LM317|--+-----+-----+-----+
       +-----+  |+    |+    |+    |
          |    10u   10u   10u   Glühlampe(12V)
          |     |     |     |     |
          +-----+-12k-+-12k-+-12k-+-- Masse

Manche sind created by Andy´s ASCII-Circuit http://www.tech-chat.de/

Jetzt weisst du auch, wie man solche Schaltpläne erstellt :-) Aber noch nicht, 
was diese Schaltung tut :-))

*-----
K. Kritiken und Buchempfehlungen

Von: Ralf Stephan 23.11.99

    Horowitz / Hill
    The Art of Electronics
    Cambridge University Press
    ISBN 0-521-37095-7

DAS Standardwerk für Elektronik. Obwohl ich viel lese, ist mir bisher selten 
ein so dichtes Buch untergekommen. Die Herangehensweise ist erschöpfend und 
es sollte daher in keiner Buchsammlung fehlen. Als Anfänger, der schon beim 
Transistor-Kapitel ins Grübeln kommt, freue ich mich auf viele Wintertage mit 
diesem Monumentalwerk.

Auch teurer in 2 Bänden in bei manchen Kapiteln schlechter deutscher 
Übersetzung erhältlich (der uralte peinliche 'Silikon statt Silizium' bei 
Halbleitern und ganz neu 'Silizium statt Silikon' bei Isolierpads, 'Long 
tailed pair' wurde (lustig) übersetzt, 'Multiplex display' wurde zu 
'Mehrfachanzeige', Tabellen falsch abgetippt (z.B. LM324 Daten) und zumindest 
der Absatz Brückengleichrichter sinnentleert übersetzt). Wer kein Englisch 
kann, muss es halt (hin)nehmen, es ist immer noch das Beste Elektronik-Buch.

 http://www.e-dschungel.de/Info/AOE-Fehler.html

    Horowitz / Hill
    Die hohe Schule der Elektronik Bd. 1 + 2
    Elektor Verlag
    ISBN 3-89576-024-2
    ISBN 3-89576-025-0

Peases "Troubleshooting Analog Circuits" wurde nicht besser übersetzt.

 Immerhin sind sich die Autoren dessen bewusst (Repost aus
 sci.electronics.design 09-11-2001)
 > John Woodgate wrote:
 > > Wolfgang Kabelka  wrote
 > > > Reading Hagen´s german translation is awful. Elektor publishing has
 > > > a tradition in bad translations (bought once the german translation of
 > > > "Art of Electronics" and immedeatly switched back to english original -
 > > > waste of time and money), terrible mistakes (never trust any schematic)
 > > > and silly translation errors - the translators seem to have no
 > > > "technical sense"
 > > I am going to post a chunk of your article to the translators'
 > > newsgroup, sci.lang.translation. There is a continuing problem of
 > > people taking on translation jobs for which they have insufficient
 > > qualifications. The true professionals on s.l.t. are continually
 > > asking for assistance and verification when they run into difficult
 > > texts and obscure technical terms.
 > It is indeed a serious problem.  We have heard from many that the
 > German translation of our book was very poor, which makes us sad.
 > But we had no power over the process, the Elektor translators didn't
 > consult with us a single time, nor were we given an opportunity to
 > review the transcript.  We were given copies of the completed work.
 > Presumably Elektor's reputation suffers (as does ours?) and people
 > will stop buying their translations.
 > Thanks,
>       - Win

Eine neue englische Ausgabe soll Januar 2004 erscheinen. Real Soon Now.

Die Bücher von Nührmann muss man sich nicht kaufen, sie stellen nur eine 
Sammlung von eigentlich kostenlos von Herstellern veröffentlichten, meist 
nicht mehr zeitgemässen Applikationsschaltungen dar, die teuer verkauft 
werden. Die CD ist mit Programmfehlern behaftet, die die Gebrauchsfähigkeit 
extrem einschränken.

Ebenso sind die "30x-Schaltungen" Bücher oder die "1001-Schaltungen" CD der 
Elektor keine gute Quelle, da sind nur die einfachen Schaltungen aus den 
Halbleiterheften drin, keine grösseren Projekte.

Mathe oder nicht?

Von: Thomas Steffen 1999

Also ich betrachte den Bronstein / Semendjajew "Taschenbuch der Mathematik" 
als absolute Bibel, gibt es bei wechselnden Verlagen (zum Beispiel Teubner). 
Es ist ziiiiemlich knapp formuliert, aber enthält in einem Band alles was man
für E-Technik Studium an Mathe braucht, und ist imho gut lesbar.

Von: sassi (?) 1999

    Bauckholt
    Grundlagen und Bauelemente der Elektrotechnik
    Hanser-Verlag
    ISBN 3-446-15246-6

Beschreibt das, wonach es klingt. Geht von Null an bis zu komplexer
Rechnung. Keine elektronischen Teile! Die gibt's dann in:

    Bohler / Kähler / Weigt
    Bauelemente der Elektronik und ihre Grundschaltungen
    Stam-Verlag
    ISBN 3-8237-0214-9

Und wenn dann die Grundlagen sitzen, kann ich nur immer wieder empfehlen:

    Tietze / Schenk
    Halbleiterschaltungstechnik
    Springer-Verlag
    ISBN 3-540-56184-6

Und wenn es dann noch Fragen gibt ... ... ... Studium?? :-))

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L. Patente

Take it easy.

Patente sind für Hobbybastler irrelevant. Patente behindern nur die kommerzielle 
Verwertung eines Verfahrens, nicht die private oder experimentelle Nutzung.

Wenn die Öffentlichkeit begriffen hat, das auf einem Verfahren ein Patentschutz 
besteht, ist das Patent normalerweise ausgelaufen, denn der Schutz wirkt nur ca. 
18 Jahre und wird oft weniger lange gehalten.

Beispielsweise ist der Patentschutz für die ZivLempelWelch Kompression (GIF) und das 
Reflex Akkuladeverfahren (ICS1700) bereits ausgelaufen, ebenso das XOR zum Zeichnen 
von löschbaren Graphiken (Cursor, Sprites) oder 1984 das HILTI-Patent auf 
pneumatische Bohrhämmer.

Die meisten Patente gelten nur in einigen wenigen Ländern, also ist die Chance 
hoch, das es in deinem Land nicht gilt. Notfalls verlegt man die Firma rechtzeitig 
in so ein Land.

Wenn eine Firma auf ein Verfahren ein Patent erhalten hat, heisst das noch lange 
nicht, das man es beachten muss. Zunächst einmal kann man sein Produkt ungehindert 
anbieten. Erst wenn die andere Firma das überhaupt bemerkt, was bei eingebauten 
Elementen eher unwahrscheinlich ist wenn man in der Werbung nicht auf das besondere 
Verfahren hinweist, beginnt die Beschäftigung mit dem Patent vor Gericht. Da die 
meisten Patente entweder triviale Wege oder schon früher realisierte Verfahren 
beschreiben, wird das Gericht feststellen, das das Patent null und nichtig ist, 
und der Patentinhaber seine Kosten umsonst gezahlt hat. Selbst wenn es innovativ 
war, kann man oft eine unabhängige Parallelentwicklung aufzeigen (Beispiel: Sony
Walkman). Nur wenn man frech in dem anderen Patent gelesen hat und geklaut hat, 
bekommt man vielleicht Probleme.

Im Umkehrschluss heisst das, das Patentschutz für das eigene Produkt eher sinnlos 
ist. Wer neben den Gebühren (wenige hundert EUR) und den Patentanwaltskosten (eher 
5000 EUR) nämlich nicht die Kosten eines eventuellen Rechtsstreits durch alle 
Instanzen (je nach Streitwert rechne so 100000 EUR) investieren kann, hat keine 
Chance, sein Patent zu verteidigen. Patente dienen bei grossen Firmen lediglich 
dazu, im Falle einer Patentverletzung dem anderen ein eigenes Patent an Stelle der 
Lizenzzahlung anbieten zu können. Patente sind was für die Grossen.

 http://www.tinaja.com/
 http://www.patentverein.de/

Warum kommt es überhaupt zu Trivialpatenten ? Nun, die Mitarbeiter der Patentämter 
leben von den gewährten Patenten, haben also ein Interesse daran, möglichst viele 
zuzulassen. Dann gibt es einige Länder mit besonders niedrigen Ansprüchen, und kein 
anderes Land will hinter dem zurückstehen und den eigenen Firmen weniger Patente 
zusprechen, schliesslich ist die Anzahl der gehaltenen und erteilten Patente ein
Stück Nationalstolz. Und dann wäre es wohl viel zu mühsam, im Patentamt überhaupt 
jedes Patent bei der Eeinreichung zu lesen, geschweige denn verstehen zu wollen, so
das viele Patente wohl ungelesen akzeptiert werden. Besonders lobbyfreundlich ist 
auch das Landgericht München gewesen, das die gesammelte Zurschaustellung von 
Trivialpatenten verbietet, weil das für Firmen mit vielen Trivialpatenten zu Recht 
ein negative Image ergibt.

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M. Schluss

Von:  Daniel Fett und  Uwe Hercksen

> Die Farbe des Stroms:

 Schwarz - Kohlekraftwerke
 Schwarz, schwer - Steinkohle 
 Dunkelbraun - Braunkohle
 Neongrün leuchtend - Atomstrom
 Blau, tropft - Wasserkraft
 gelb, heiss - Sonne (auch bei yellow-starkstrom)
 stechend riechend - Gas
 Hellblau, pfeifend - Windkraft
 Hellbraun, gehäckselt - mit Holz Hackschnitzeln befeuertes Kraftwerk
 Dunkelbraun, stinkend - Strom aus Biogas
 Blau, mit Meeresgeruch - Gezeitenkraftwerk
 Rot, mit Schwefelgeruch - geothermisches Kraftwerk, z.B. in Island

Von: Uwe Bredemeier

Nochmal zum Thema Ausbildung und Hausaufgaben:

Der Elektroniker als solcher ist ein sehr einsamer Mensch. Niemand versteht 
ihn. Er kann weder mit seiner Frau noch in seinem Freundeskreis, 
Stammtischrunde etc. über die Dinge reden mit denen er sich die meiste Zeit 
seines Lebens beschäftigt.

Er wird daher jeden der auch nur ein Fünkchen echten Interesses für sein 
Metier zeigt mit allen ihm zur Verfügung stehenden Mitteln unterstützen. 
Unterstützung bedeutet für ihn aber Vermitteln von soliden Kenntnissen und 
Fertigkeiten. Er ist ja nicht uneigennützig. Er möchte Kollegen und Freunde 
heranziehen die seine Interessen teilen.

Trifft der Elektroniker aber auf einen Menschen der, offensichtlich von 
Arbeitsamt und schnödem Mammon inspiriert, mit groben Stiefeln in seiner 
wundersamen Welt herumstapft wird er sich beleidigt in sein Schneckenhaus 
(= Werkstatt, Labor) zurückziehen.

Verstanden?  ;-)

Von: Dave Barry "What is Electricity ?"

But the greatest Electrical Pioneer of them all was Thomas Edison, who was a
brilliant inventor despite the fact that he had little formal education and
lived in New Jersey.  Edison's first major invention in 1877, was the
phonograph, which could soon be found in thousands of American homes, where
it basically sat until 1923, when the record was invented.  But Edison's
greatest achievement came in 1879, when he invented the electric company.
Edison's design was a brilliant adaptation of the simple electrical circuit:
the electric company sends electricity through a wire to a customer, then
immediately gets the electricity back through another wire, then (this is
the brilliant part) sends it right back to the customer again.

This means that an electric company can sell a customer the same batch of
electricity thousands of times a day and never get caught, since very few
customers take the time to examine their electricity closely. In fact the
last year any new electricity was generated in the United States was 1937;
the electric companies have been merely re-selling it ever since, which is
why they have so much free time to apply for rate increases.

Logikfamilie in Bavarium-Technologie:

 http://www.planet-interkom.de/andreas.werner2/Logik.html

Von:  Ulrich Trettner

... und paßt mir ja auf die Elektronen auf  ...
    ... die sind doch noch sooooo klein ...

Von: Lars Mueller

Bau die Schaltung halt so, daß sie funktioniert.